EP1362949A1 - Process and apparatus for dewatering a fibrous web - Google Patents
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- EP1362949A1 EP1362949A1 EP03016714A EP03016714A EP1362949A1 EP 1362949 A1 EP1362949 A1 EP 1362949A1 EP 03016714 A EP03016714 A EP 03016714A EP 03016714 A EP03016714 A EP 03016714A EP 1362949 A1 EP1362949 A1 EP 1362949A1
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Definitions
- the invention relates to a pressing device such as a multi-chamber press forming rollers, and in particular a uniform membrane for use in particular in such a pressing device, and a method for the production of a corresponding membrane.
- a Multi-roll structure is provided which is a closed chamber forms, allowing air to circulate through the chamber, to transport moisture out of the paper web.
- the solution according to the invention relating to the first aspect brings one improved drainage of a continuous web, such as Paper, with itself and enables effective sealing of a chamber on the nips in a press device.
- the invention thus creates a uniform membrane for use in a press device.
- the press device comprises two longitudinally extending edge sections and a semipermeable section with a plurality of each other in Related pores.
- the semipermeable section is between the pair of longitudinally extending edge portions.
- the uniform membrane comprises a shaped fabric and has one Thickness less than about 2.54 mm (0.1 inches).
- the semipermeable Section has a permeability greater than zero and less than about 0.025 m / s (five CFM per square foot) as by the TAPPI test procedure TIP 0404-20 measured (see in particular claim 1).
- the pair is more longitudinally extending Tapered edge sections such that a cross section of the uniform Membrane has a trapezoidal shape.
- the two are in the longitudinal direction extending edge sections preferably impermeable.
- the invention according to the first aspect also provides a method for Manufacture the unified membrane and includes the steps that a Carrier fabric is provided that is very permeable and that many interconnected pores are formed in the carrier fabric be (see in particular claim 10).
- a pressurized chamber that is formed from multiple rollers that they have a predetermined fluid flow by a continuous web, such as a paper web, through and cause a mechanical pressure force on this can to improve drainage of the continuous web to promote.
- a method for drainage a fibrous web in particular a paper or cardboard web, provided, in which the fibrous web through a dewatering zone is carried out in which it is at least partially due to an application with pressurized displacement fluid, in particular Displacement gas is dewatered, the fibrous web together with a porous membrane through the drainage zone and through the membrane with the displacement fluid will (see claim 20).
- a membrane made of film material with through holes can be used as the membrane existing membrane can be used.
- the pressure of the displacement fluid acting on the membrane is in particular greater than the ambient pressure.
- a membrane can be used as it is related with the first aspect of the invention.
- the membrane can in particular be provided with coherent pores his.
- the invention relates to a method for Drainage of a fibrous web, in particular a paper or Cardboard web in which the fibrous web passes through a drainage zone is carried out in which it is at least partially due to an application with pressurized displacement fluid, in particular displacement gas, is drained (see the preamble of claim 25).
- she according to this third aspect further relates to a device according to the Preamble of claim 34.
- the extent of this compression depends on the ratio of permeability the membrane and the nonwoven. With targeted compression can dry content and specific volume of the finished fibrous web can be set. The compression of the nonwoven can be done in the displacement drainage system in practice, however, only with difficulty control, because the membrane permeability in the operation of the production plant difficult to change. This results in the same for the rest Process conditions at a certain fluid or gas pressure certain dryness and a certain specific volume.
- the aim of the invention is a method and to create a device of the aforementioned type with which the Result of the displacement drainage process in relation to the achieved dryness and paper technology properties of the finished Fibrous web such as, in particular, specific volume, porosity, surface roughness and / or the like can be controlled in a targeted manner.
- this task is performed according to the third aspect solved the invention in that the drainage zone in several Sections are divided in which the applied fluid or gas pressure is individually adjustable (cf. claim 25).
- the fibrous web preferably together with a membrane through the drainage zone passed and through this membrane with the displacement fluid or gas applied.
- the drainage zone in several lying one behind the other in the direction of web travel Sections divided in which the applied fluid or gas pressure individually is adjustable.
- a low fluid or gas pressure is advisable viewed in a front section of the drainage zone in the direction of web travel a lower fluid or gas pressure is applied than in one Section lying further back in the direction of web travel.
- a membrane can be used as it is related with the first aspect of the invention and is particularly indicated in claims 1 to 19.
- the invention relates to a method for Drainage of a fibrous web, in particular a paper or Cardboard web in which the fibrous web passes through a displacement drainage zone is carried out in which it is at least partially due to an application with displacement fluid, in particular displacement gas, is drained (cf. the preamble of claim 43).
- a device according to the preamble of claim 49 a device according to the preamble of claim 49.
- This fourth aspect of the invention is at least essentially concerned again with the one previously related to the third Aspect of the invention explained problems.
- this task is performed according to the fourth aspect solved the invention in that the fibrous web moreover by a press upstream of the displacement drainage zone will (see claim 43).
- the extent of leaf compression and the level of the applied fluid or gas pressure can be controlled separately.
- the nonwoven Through the press upstream of the displacement drainage zone the nonwoven can be pre-compacted to the desired size. In this way, in particular, the permeability of the nonwoven fabric in the desired way.
- a shoe press or a roller press can be used as the upstream press.
- the fibrous web can in particular together with a porous Membrane passed through the displacement drainage zone and through the membrane with the displacement fluid or gas become.
- a membrane can be used as it is related with the first aspect of the invention and is particularly indicated in claims 1 to 19.
- the Task solved accordingly in that the displacement drainage zone a mechanical press in particular is connected upstream and that the fibrous web first through the upstream press and is then led through the displacement drainage zone (cf. Claim 49).
- a downstream mechanical press can also be provided his.
- a shoe press or a roller press can again be provided as the upstream press.
- the fibrous web can in particular also be guided together with a porous membrane through the displacement dewatering zone and acted upon by the displacement fluid or gas through the membrane.
- a press assembly 10 shown, which is particularly useful in papermaking.
- the Press assembly 10 includes a frame 12, a load cylinder 14, a press roll arrangement 16, a tensioning structure 18, a membrane 20 and a control unit 21.
- the frame 12 comprises a main frame 22, an upper swing frame 24, a lower swing frame 26, an upper swing arm 28, a lower swing arm 30 and a pair of side frames 32, 33.
- the Side frame 32 is shown with a portion broken away to one to expose the inner part of the side frame 33.
- the swivel arms 24, 26 are, for example by welding or screws, firmly on the Main frame 22 attached.
- the swivel arms 28, 30 are each about a plurality of pivots 34 are pivoted to the in a conventional manner Swing frame 24, 26 mounted.
- Each swivel arm 28, 30 has one first end 36, 38, which is designed such that it is opposite Ends 40, 42 of the loading cylinder 14 via pins 44 receives.
- Each swivel arm 28, 30 has a second end 46, 48, which is designed in this way, for example by welding or Screws that it receives the respective bearing housing 50, 52 firmly.
- the first and second side frames 32, 33 are on opposite sides of the main frame 22 mounted.
- the press roll arrangement 16 comprises a plurality of rolls 60, 62, 64, 66 (four rollers as shown) that are used to co-operate in the rotation Frame 12 are arranged.
- rotation is meant that the rotational speed on the peripheral surface of each of the Rollers 60, 62, 64, 66 together are substantially the same, wherein in essentially no slip occurs between the roller surfaces.
- the rollers 60, 62 are sometimes the main rollers and rollers 64, 66 are referred to as pressure rollers.
- rollers 60, 62, 64, 66th closed hollow cylinder each with a first circular end 68, 70, 72, 74, a second circular end 76, 78, 80, 82 and one cylindrical, central peripheral surface 84, 86, 88, 90, and there are all each radially symmetrical about an axis of rotation 92, 94, 96, 98.
- One set Seals 99 may be formed at the first circular ends 68, 70, 72, 74 and the second circular ends 76, 78, 80, 82.
- the Main rollers 60, 62 and pressure rollers 64, 66 are arranged axially in parallel. The circumference of each pressure roller 64, 66 is smaller than the circumference of each Main roller 60, 62. According to FIG. 1, rollers 60, 62, 64, 66 are of this type arranged that they have a corresponding number of nips 100, Define 102, 104, 106.
- the pressure rollers 64, 66 are used to run along a seal the axial extent of the main rollers 60, 62 at the nips 100, 102, 104, 106 to create.
- Each roller 60, 62, 64, 66 can be one elastic coating, such as rubber, to cover the Support sealing at the nips.
- the seal on the nips 100, 102, 104, 106 requires a relatively uniform Pressure along all nips 100, 102, 104, 106. With the probable Bending of the main rollers 60, 62 due to the application of force on this by the pressure rollers 64, 66 is some mechanism necessary to create a uniform gap pressure on the Support nips 100, 102, 104, 106.
- pressure rollers 64, 66 hydraulic pressure and a series of pistons inside the roll shell of rolls 64, 66 to the roller shell of the rollers 64, 66 in the roller shell of the main rollers 60, 62 to press to even pressure on the associated Provide columns.
- a crowned or a deflection compensation pressure roller could be used be used.
- the first and second side frames 32, 33 each include a first and a second sealing plate 108, 110, respectively, which are connected to a Are mounted on the inside of these.
- the first and the second sealing plate 108, 110 are forced by the side frames 32, 33 to with part of the first circular ends 68, 70, 72, 74 or a part of the second circular ends 76, 78, 80, 82 of the rollers 60, 62, 64, 66 of the press roll assembly 16 to engage to define a chamber 112 and thus an end seal of the chamber 112 to effect.
- At least one tension rod 113 is optional between a first sealing plate 108 and a second sealing plate 110 switched in the chamber 112.
- first and second sealing plates 108, 110 are flexible and constructed and designed in such a way that they are essentially identical the shape of the first circular ends 68, 70, 72, 74 and second, respectively Adjust circular ends 76, 78, 80, 82 of rollers 60, 62, 64, 66.
- seals are between the first and second sealing plate 108, 110 and the first and second circular ends 68, 70, 72, 74 or 76, 78, 80, 82 arranged.
- Such seals can be mechanical Seals and fluid seals include.
- the main rollers 60, 62 are used on the side frames 32, 33 conventional bearing mounting structures, such as those, the rolling bearings or sockets included, permanently rotatably mounted.
- conventional bearing mounting structures such as those, the rolling bearings or sockets included, permanently rotatably mounted.
- rotatably mounted that the position of the axes 92, 94 of the rollers 60, 62 with respect to the main frame 22 and the side frames 32, 33 not moved after installation, but a rotation is allowed around axes 92, 94.
- the main roller 60 includes the membrane 20 in Fluid communication with chamber 112 is at least one void in Shape of a groove, a hole and a pore in its central peripheral surface is formed to a pressure difference across the membrane 20th and any intermediate material such as the continuous web 140 to ease away.
- the main roller 62 which is not in fluid communication with the chamber 112 over the membrane 20 preferably comprises no such void in its central peripheral area.
- each The roller can have an elastic coating, such as rubber, over it cover all or part of their roll surface to the Sealing of the chamber 112 at the nips 100, 102, 104, 106 support.
- the pressure rollers 64, 66 are each rotatable on bearing housings 50, 52 assembled. However, the axes of rotation 96, 98 of the rollers 64, 66 are related movable on the main frame 22 via swivel arms 28, 30 in order to to cause a load on the press roll assembly 16. Because the scope and the corresponding diameter of each pressure roller 64, 66 is preferred smaller than the circumference and the corresponding diameter of each Main roller 60, 62 are those generated on the pressure rollers 64, 66 Forces are reduced, causing smaller structures to generate forces within the Can hold chamber 112.
- the pressure rollers 64, 66 which are relatively smaller, require a lower actuation force than a relatively larger counter-pressure roller would do. If the diameter of the pressure rollers 64, 66 a One third of the diameter of the main rollers 60, 62 can be on the pressure rollers 64, 66 applied forces in comparison with the forces to the main rollers 60, 62 can be reduced by 40 percent.
- the clamping structure 18 is mounted on the main frame 22.
- the clamping structure 18 comprises a tensioning cylinder 114 and a tensioning roller 116.
- the tension roller 116 is rotatably coupled to the tension cylinder 114 the tension roller 116 in a direction transverse to the axis of rotation of the tension roller 116 moves.
- the membrane moves 20 in the direction of arrow 118 and is over part of the circumferential surface 88 of the pressure roller 64 passes, runs into an inlet nip 100 runs in over part of the peripheral surface 84 of the main roller 60 within chamber 112, runs out of outlet nip 102 out, runs over part of the peripheral surface 90 of the pressure roller 66 away and runs about half the circumferential surface of the tension roller 116 around.
- the membrane 20 is preferably a continuous one Tape made of a semi-permeable material that is is structured and designed to have a predetermined permeability having a predetermined fluid flow therethrough allowed.
- the semipermeable membrane 20 is likewise preferred up to a limited degree of both gas permeable and liquid permeable.
- the membrane 20 is structured and designed such to seal chamber 112 at inlet gap 100 and at Outlet gap 102 supported. In the chamber 112 after this under The combined effect of the inlet gap serves to pressurize 100, the membrane 20, which in the circumferential direction around the main roller 60 runs around and the outlet gap 102 to a single extended Gap 115 for applying a mechanical compressive force in the direction the main roller 60 and any intermediate material, which is arranged between the membrane 20 and the main roller 60 to form.
- the membrane 20 is with the pressurized chamber 112 and the main roller 60 in connection to simultaneously a predetermined fluid flow through the intermediate material through and to cause a mechanical pressure force on this.
- membrane 20 is approximate 2.54 mm (0.1 inch) or less thick and includes a molded fabric that Semi-permeable is made by connecting several together standing pores 117 (shown by dots in Fig. 6) in the molding fabric are formed that have a size, shape, frequency and / or pattern have, which is selected so that the desired permeability is provided becomes.
- the permeability is chosen to be greater than zero and is less than about 0.025 m / s (five CFM per square foot) as through measured the TAPPI test method TIP 0404-20, and is particularly preferred chosen to be greater than zero and less than approximately Is 0.010 m / s (two CFM per square foot). Therefore, the semipermeable Membrane 20 to a limited degree both gas permeable and liquid permeable.
- the membrane 20 is made semi-permeable by a carrier fabric is assumed that is very permeable, and then several interconnected pores 117 in the carrier fabric be formed.
- a padding is applied to the base fabric, which is a mixture of meltable over heat and not over Heat fusible fibers is made. The padding from the fiber mixture is sewn into the base fabric. On the sewn carrier fabric heat is applied to the heat-fusible fibers to melt, which in turn empty spaces in the form of each other related pores similar to those of a foam sponge, leave behind.
- the membrane 20 preferably comprises two tapered, impervious, longitudinally extending outer edges 20A, 20B, which are adjacent the semipermeable section of the membrane 20 with the one another in Connected pores 117 are formed.
- the outer edges 20A, 20B can be made impermeable by using heat fusible fibers on the outer edges of the membrane 20 in the absence are melted by fibers which cannot be melted by heat.
- the fiber mixture can be sewn into the carrier fabric to create a Flow resistance layer near the surface of the membrane 20 which will be located closest to chamber 112. Therefore, in operation, when it is exposed to chamber pressure, the pressure drop across the membrane 20 close to the chamber surface of membrane 20 occur, causing the membrane 20 entrains a minimal amount of chamber air. Since the membrane is entrained, will release pressurized fluid when out of the Chamber runs out, it is desirable, the entrained fluid volume set up as small as possible to waste from under pressure to avoid chamber fluid. Therefore, it is preferred to use the flow resistance layer close to the surface of the chamber Membrane and it is preferred to make the tissue as thin as possible preferably less than 2.54 mm (0.1 inches).
- the membrane void percentage as low as possible, preferably less than 40 percent.
- the chamber side The surface is preferably also abrasion-resistant.
- the rest of the Fabric that does not include the fiber blend can serve as a fluid distribution layer act which is a fluid flow from the resistance layer picks up and the fluid flow over the underlying continuous Lane 140 distributed.
- the interconnected pores 117 of FIG Membrane 20 formed by coating layers on the base fabric be applied until the desired permeability is reached.
- the Permeability is set by changing any parameter from: the type of coating, the entrainment of air into the carrier, to form a foam, and adjusting the solids content of the Coating. The coating process is stopped when the desired one Flow resistance level of the membrane 20 is reached.
- the control unit 21 comprises a controller 120, a compressed air source 122, a fluid source 124, a differential pressure source 125 and a sensor assembly 126th
- Controller 120 preferably includes a microprocessor and one Memory for storing and executing a control program, and includes an I / O device for establishing input / output communication and data transfer with external devices.
- controller 120 may be an industrial programmable Controllers of a type that is well known in the art.
- the compressed air source 122 comprises several individually controllable outputs.
- the compressed air source 122 is connected to the loading cylinder 14 via a Line 128 fluidly coupled.
- the compressed air source 122 is also with the Tensioning cylinder 114 fluidly coupled via line 130. While the preferred Working fluid to operate cylinders 14, 114 compressed Experts will find that the compressed air system is against air another fluid source could be exchanged that is a different gas or a liquid working fluid is used.
- Fluid source 124 is fluidly coupled to chamber 112 via line 132.
- the type of fluid is dependent on the type of the user Material that the press assembly 10 processes is selectable. For example compressed air may be desirable in some applications to use the chamber 112 to a predefined To pressurize pressure in preferred embodiments of the Invention is a pressure greater than 30 psi above the pressure of the differential pressure the differential pressure source 125. For other applications it may be desirable to use a pressurized gas such as a heated one Gas, or a liquid, such as water, or a liquid solution too use.
- the white spaces in the main roller 60 are connected to the differential pressure source 125 Line 133 in connection.
- the differential pressure source 125 can, for example a negative pressure source, a pressure source that works at a pressure, which is lower than the pressure in chamber 112, or simply one Vent to the atmosphere via line 133 to the inside of the Roller 60 is coupled to effect an evacuation of the empty spaces.
- Venting can be similar can be eliminated via line 133 if the roll empty spaces, such as Blind holes that are large enough and when pressed into the gap occur which is lower than the chamber pressure. In this case the empty spaces act as a differential pressure source until the empty spaces reach the chamber pressure.
- the empty space size can be chosen in this way be controlled that the effectiveness of the drainage process becomes.
- the pressurized chamber 112 includes its own pressure relief, by causing excessive pressure build-up in chamber 112 will result in one or more rollers 60, 62, 64, 66 opening, to relieve the pressure instead of catastrophic failure.
- the controller 120 is electrically connected to the compressed air source 122 Electrical cables 134 connected to selectively select the fluid outlet therefrom control and thus the operation of the loading cylinder 14 independently control and create a load on the press roll assembly 16, and to control the operation of the tensioning cylinder 114 independently and thus a predetermined voltage on the semipermeable membrane 20 to create.
- Controller 120 is electrical with fluid source 124 via an electrical cable 136 connected. Controller 120 is also electrical with the Sensor assembly 126 connected via an electrical cable 138.
- the sensor structure 126 includes one or more sensor mechanisms to detect electrical To provide feedback signals to controller 120, either one or any combination of a pressure, a temperature or one represent another environmental factor within chamber 112.
- the Controller 120 processes the feedback signals to output signals generate, which are supplied to the fluid source 124 to selectively Control fluid output from this.
- controller 120 processes from sensor assembly 126 received feedback signals to a pressure of the under pressure set chamber 112 preferably to control a pressure that is greater than 30 psi above the pressure of the differential pressure source 125.
- the Rollers 60, 62, 64, 66 are interposed with little or no slip this is rotated and the membrane 20 is moved at the same speed as the surface speed of the rollers 60, 62, 64, 66 driven.
- a continuous web or paper web 140 and a web support layer 142 are in the inlet nip 100 in the direction of arrow 143 and initiated by the membrane 20 through the extended Nip 115 passed through to outlet nip 102.
- the membrane 20 is arranged inside the roller assembly 16 so that it is adjacent a first side 144 of the continuous path 140 is about the direct connection with the pressurized chamber 112 is effective to separate. In other words, the fluid in chamber 112 cannot on continuous web 140 except through membrane 20 Act.
- the web support layer 142 is arranged in such a way that it coincides with the cylindrical Middle surface 84 of the main roller 60 is in contact and that it in contact with a second side 146 of the continuous web 140 stands.
- the membrane 20 is structured and designed such that it is a Permeability has a predetermined fluid flow through it through to the continuous path 140, and stands with the pressurized chamber 112 and at least one void of the Main roller 60 in connection to a pressure difference across the membrane 20 and to produce the continuous path 140.
- This pressure drop causes a mechanical pressure force on the continuous Web 140 is applied, which helps to solidify them. Therefore stands the membrane 20 with the pressurized chamber 112 and the Main roller 60 in combination to simultaneously combine a predetermined one Fluid flow through the continuous path 140 and to cause a mechanical pressure force on this and thus a to promote improved drainage of the continuous web 140.
- the invention is particularly advantageous if the dry matter content of the continuous web 140 before dewatering is greater than about 6 percent and less than about 70 percent, and if the basis weight of the continuous web 140 is greater than about 25 g / m 2 .
- the web support layer 142 preferably has a thickness of approximately 2.54 mm (0.1 inch) or less and can be a felt or alternatively comprise a felt which is arranged next to a hydrophobic layer, the hydrophobic layer adjacent to the second side 146 of the continuous Lane 140 is arranged.
- the web carrier layer 142 comprises preferably a felt layer 142A that is integral with a hydrophobic Layer 142B is formed, the hydrophobic layer 142B being water transported away from the continuous web 140 via capillary action, so that it is absorbed by the felt layer 142A (see Fig. 6).
- the hydrophobic layer 142B provides an effect of post-wetting protection ready, which prevents water from getting back into the continuous path 140 flows.
- the relative sizes of the applied to the continuous web 140 mechanical pressure is caused by factors such as the chamber pressure in chamber 112, the permeability of the semipermeable Membrane 20 and the permeability of the continuous web 140.
- the fluid flow, preferably air, through the continuous path 140 is influenced by factors such as the Chamber pressure in chamber 112, the permeability of the semipermeable Membrane 20 and the size (e.g. length) of chamber 112.
- the dynamic Fluid pressure in the pressurized chamber 112 is on the Basis for monitoring the chamber pressure through the sensor structure 126 controlled.
- the sensor assembly 126 detects a pressure within the Chamber 112 and provides a pressure feedback signal to the controller 120.
- Controller 120 processes the pressure feedback signal to generate a pressure output signal that is supplied to the fluid source 124 to selectively control their fluid output and thus pressure the pressurized chamber 112 at a predetermined pressure, preferably a pressure greater than 30 psi above the pressure of the Differential pressure source 125 is to control. If a temperature in Relation to a pressure within the pressurized chamber 112 is relevant, the sensor assembly 126 can be adapted in such a way that it senses a temperature within chamber 112 and a temperature feedback signal supplies. Controller 120 processes this Temperature feedback signal together with the pressure feedback signal, to generate output signals from the fluid source 124 supplied to the pressure and temperature in the under pressure set chamber 112 to regulate.
- the controller 120 also controls the load on the main rollers 60, 62 by the platen rollers 64, 66 by controlling a print size that the load cylinder 14 on the upper and lower swivel arms 28, 30 applies.
- the load size of the main rollers 60, 62 is preferably with pressure in the pressurized chamber 112 in Relationship monitored by a pressure sensor of sensor assembly 126 becomes.
- the load can be a preload in addition to a load include, which is proportional to the pressure in the chamber 112.
- the end seal of the Chamber 112 maintain and wear between the sealing plates 108, 110 and the rollers 60, 62, 64 and 66 to prevent a lubricating and sealing fluid, such as air or water, or any viscous fluid in a plurality of sealing openings 148 via a line ring 150 are pressed in, with a fluid source 152 via a Line 153 is coupled.
- the pressure fluid source 152 is electrical with the Controller 120 is coupled via an electrical cable 155 and is thereby controlled.
- the sealing openings 148 in the sealing plates 108, 110 are arranged so that they end the rollers 60, 62, 64, 66 are facing to pressurized lubricating and sealing fluid between the sealing plates 108, 110 and parts of the respective forward circular ends 68, 70, 72, 74 and 76, 78, 80, 82. Float due to the injection of the lubricating and sealing fluid the sealing plates 108, 110 over the circular ends 68, 70, 72, 74 and 76, 78, 80, 82 in small controllable distances with little or without physical contact between the sealing plates 108, 110 and the circular ends 68, 70, 72, 74 and 76, 78, 80, 82 of the Rollers 60, 62, 64, 66. Although there is a leak around such a seal assembly around, the size of the leak is due to the careful Selection of distance tolerances and the lubricating and sealing fluid so controllable that it is small.
- main roller 62 is also intended to be vented to a differential pressure source and that includes the continuous path 140 together with the membrane 20 such that it passes through all four columns run out, such as into gap 106 Gap 104 out, into gap 100 and out of gap 102 to the Increase residence time over which the membrane 20 with the continuous Lane 140 interacts.
- Fig. 5 shows a further variant of the invention, in which the end seal chamber 112 is improved by fluid openings 154 in sealing plates 108, 110 are arranged such that they are close to the Ends of the rollers 60, 62, 64, 66 but not arranged facing them are.
- a lead ring 156 is coupled to openings 154 and is coupled to fluid source 152 via line 158 to provide lubrication and Sealing fluid, such as air or water, or any other viscous fluid through openings 154 into chamber 112 feed into it.
- the fluid source 152 is electrical with the controller 120 coupled via electrical cable 155 and is thereby controlled.
- the Pressure in chamber 112 pushes the added fluid between them circular ends 68, 70, 72, 74 and 76, 78, 80, 82 of the rollers 60, 62, 64, 66 or the sealing plates 108, 110, which allows that the sealing plates 108, 110 over the circular ends swim.
- the leakage is controlled by the distance between the circular ends 68, 70, 72, 74 and 76, 78, 80, 82 of the rollers 60, 62, 64, 66 or sealing plates 108, 110 is controlled such that there is no excessive leakage in any area occurs and that excessive wear between the sealing plates 108, 110 and rollers 60, 62, 64, 66 is prevented.
- Fig. 6 shows a further variant of the invention, in which a main roller 160, which has the profile shown, would replace the main roller 60.
- the main roller 160 includes a first circular end 162, a second circular end 164, a first cylindrical end surface 166 and a second cylindrical end surface 168, a first inclined ring surface 170, a second inclined ring surface 172 and a cylindrical central surface 174.
- the first cylindrical end surface 166 is adjacent to the first circular End 162 arranged, and the second cylindrical end surface 168 is adjacent the second circular end 164.
- the cylindrical middle surface 174 has a circumference that is smaller than the circumference of the first and the second cylindrical end surface 166, 168.
- the first inclined Annular surface 170 forms a transition from the cylindrical central surface 174 ready for the first cylindrical end surface 166
- the second inclined Annular surface 172 forms a transition from the cylindrical central surface 174 ready for second cylindrical end surface 168.
- the width of the cylindrical central surface 174 is selected such that it is approximately equal to the width of the membrane 20.
- the first and the second inclined ring surface 170, 172 define a guide path for the Membrane 20, continuous web 140 and the web support layer 142.
- Each includes membrane 20 and web support layer 142 preferably two tapered outer edges, the first and the second Touch inclined ring surface 170, 172.
- the web carrier layer likewise preferably comprises 142 a felt layer 142A and a hydrophobic layer 142B.
- the web backing layer 142 can optionally have two impermeable, include longitudinally extending outer edges which are the first and touch the second inclined ring surface 170, 172.
- a press arrangement 200 has a roll assembly 201 with several Rollers 202, 204, 206, 208 includes which are arranged in a square pattern interacting rotation when processing a first continuous Web 209, such as a paper web on a web Web carrier layer 210 is entrained, and a second continuous Web 212, such as a paper web, on a web support layer 214 is taken, is arranged.
- the web support layers 210, 214 can be felt layers, for example.
- Each of the plurality of rollers 202, 204, 206, 208 is from the previous one described as main rollers 60, 62 and / or 160 and pressure rollers 64, 66 Type and is therefore not described in detail again. It is also to understand that sealing plates of the same general type, as described above in relation to the sealing plates 108 and 110 were in the manner described above with reference to FIGS. 4 and 5 would be used to define a chamber 216. The tax- and pressure source connections for chamber 216 and the associated one Operations are as described above with reference to FIGS. 1-4 was, which is therefore not repeated here.
- rollers 202 and 204 will be the main rollers and the rollers 206, 208 are called pressure rollers , although in the present embodiment the rollers 202, 204, 206, 208 have approximately the same size.
- the main rollers 202, 204 and the pressure rollers 206, 208 are arranged so that they define multiple nips 220, 222, 224, 226, of which on the Basis of the rotation of the main roller 202 in the direction indicated by the arrow 230 direction shown the nips 220, 224 inlet nips of the Form press assembly 200 and nips 222, 226 nip nips form.
- the first continuous web 209 and the first web support layer 210 enter inlet gap 220 and pass through chamber 216 processed around the circumference of the main roller 202.
- the second continuous web 212 and second web support layer 214 enter inlet gap 224 and pass through chamber 216 processed around the peripheral surface of the main roller 204.
- the first web support layer 210, the continuous web 209, the continuous Web 212 and second web support layer 214 are through processed through the outlet gap 222 to form a laminated web 228 to form, which consists of the continuous tracks 209, 212. While processing remains due to the second continuous path 212 the surface tension or due to the ventilation in the Main roller 202 through holes, grooves or pores in the cylindrical Surface of the main roller 202 are formed in contact with the first continuous Lane 209.
- the second is contemplated to be continuous Web 212 and the second web support layer 214 through one on the continuous Web 209 applied coating layer to be replaced could.
- a press assembly 300 comprises a roller assembly 301 with a plurality of rollers 302, 304, 306, 308, 310 and 312, which for interacting rotation when processing a continuous Web 314, such as a paper web, are arranged.
- each Roller 302, 304 is of the type previously described as main roller 60 and / or 160 Kind and is with a differential pressure source in a way fluid coupled, which is described above.
- Rollers 306, 308, 310, 312 are of the above in terms of non-vented main and pressure rollers, such as the main roller 62 and the pressure roller 64 Type and are therefore not described in detail again.
- sealing plate 316 of the same general type as above with respect to the sealing plates 108 and 110, and can be used in the manner described above with reference to FIGS. 4 and 5 become.
- rollers 302 and 304 will be the main rollers and rollers 306, 308, 310 and 312 are referred to as Spinning rollers are referred to because of their respective main function within a given chamber with respect to the continuous path 314.
- the rollers 302, 304, 306, 308, 310 and 312 are approximately the same size.
- the main rollers 302, 304 and pressure rollers 306, 308, 310, 312 are arranged in such a way that they define multiple nips 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332, on the basis of which a rotation of the main roller 302 in the through the direction shown by arrow 334, the nips 320, 326, 330 Inlet nips of the press assembly 300 form the nips 322, 328, 332 form outlet nips and the nip 324 an Chamber division gap is.
- the orientation and / or size of the rollers 302, 304, 306, 308, 310 and 312 can be modified such that the Roll nips are arranged in the desired locations and efficiency processing is optimized.
- the sealing plates 316 together with the rollers 302 define 304, 306, 308, 310 and 312 a first chamber 336 and a second Chamber 338, each chamber having at least one inlet gap and at least one an outlet gap is assigned.
- a first pressure source 340 is connected to a chamber 336 via a line 342 fluidly coupled, and a second pressure source 344 is with a chamber 338 fluidly coupled via a line 346.
- Lines 342 and 346 each extend from the sealing plate 316 into the chambers 336 and 338, respectively, to distribute fluid flow therein.
- the Controller 120 is electrical with pressure source 340 via an electrical cable 348 and is electrically connected to pressure source 344 via a Electric cable 350 coupled.
- a sensor assembly 352 is electrical with the Controller 120 connected via an electrical cable 354. The sensor structure 352 is designed to measure the pressure and temperature of each Chamber 336, 338 monitored.
- the press assembly 300 further includes a first semipermeable membrane 360 and a second semipermeable membrane 362.
- the membranes 360, 362 stand with the peripheral surfaces of the main rollers 302, 304 in Interaction to a first extended gap 364 and one to define second extended gap 366.
- the extended gap 364 is in the first chamber 336 and the extended gap 366 is located in the second chamber 338.
- the continuous path 314 includes a first side 370 and a second Page 372. While in chamber 336, a fluid flows through continuous path 314 in a first direction from the first side 370 to the second side 372 on the extended one Gap 364. A fluid flows while in chamber 338 through the continuous path 314 in a second direction which is opposite to the first direction, from the second side 372 to the first Page 370 at the extended gap 364. A first membrane 360 is in communication with the first chamber 336 and the main roller 302 to a mechanical pressing force on the continuous path 314 in the first direction, i.e. from the first side 370 to the second side 372 applied.
- a second membrane 362 stands with the second chamber 338 and the main roller 304 in connection to a mechanical pressing force onto the continuous path 314 in the second direction, i.e. from the second side 372 to the first side 370.
- the membranes 360, 362 are each pressurized Chambers 336, 338 and the respective main rollers 302, 304 in connection, around a predetermined fluid flow in combination and a mechanical pressing force on the continuous web 314 in cause two directions and thus improved drainage to promote the continuous path 314.
- the main rollers 302, 304 each include at least one White space, such as a hole, a groove or a pore, to a pressure difference over the continuous path 314.
- each of the first semipermeable membranes 360 and the second semipermeable membrane 362 from a molded fabric approximately 2.54 mm (0.1 inch) or less thick and semi-permeable, by a plurality of interconnecting pores 117 in the Shaped fabrics formed with a size, shape, frequency and / or pattern are selected such that the desired permeability is created as described more fully above in connection with membrane 20 is.
- each of the first semipermeable Membrane 360 and the second semipermeable membrane 362 chosen to be greater than zero and less than approximately 0.025 m / s (five CFM per square foot) is as by the TAPPI test procedure TIP 0404-20 measured, and especially greater than zero and less than is about 0.01 m / s (two CFM per square foot).
- press assembly 300 includes a first web support layer 361 and a second web support layer 363, each on opposite sides of the continuous web 314 are arranged.
- 8 is the first web support layer 361 arranged between the membrane 362 and the rollers 302 and 312, and the second web support layer 363 is between the membrane 360 and rollers 306 and 304.
- the first web support layer 361 can be arranged such that they are between the continuous Web 314 and membrane 362, and the second web support layer 363 may be arranged to be between the continuous path 314 and membrane 360.
- each of the web support layers 361, 363 is an integral fabric that a felt layer and a hydrophobic layer with a total thickness of about 2.54 mm (0.1 inch) or less, and is oriented so that the hydrophobic layer faces the continuous web 314 is.
- the extended columns 364 and 366 essentially have the same length.
- the gap lengths can vary be what can be effected, for example, by main rollers chosen with different sizes and / or by the circumference size is changed by any one or more of the pressure rollers to effectively the location of one or more nips 320, 324 and 328 to change.
- each of the first chamber 336 and the second Chamber 338 is individually controlled by controller 120 and can be pressurized to different pressures.
- the chamber 338 is preferably at a pressure greater than the chamber pressure 336 pressurized.
- Such materials can include dry air, Include steam or gas, water or other fluid.
- FIG. 8 also shows a temperature control unit 374 which is fluidly coupled to respective chambers 336, 338 via lines 376, 378 in order to supply heating or cooling fluid, such as air, to the chambers 336, 338.
- the temperature control unit 374 is electrically coupled to the controller 120 via an electrical cable 380.
- the controller 120 receives temperature signals representing the temperatures of the chambers 336, 338 from the sensor assembly 352.
- the controller 120 uses these temperatures to generate temperature output signals based on predefined target temperatures that are supplied to the temperature control unit 374.
- the temperature control unit 374 then responds to the temperature output signals to control the temperatures of the chambers 336, 338.
- the temperature of chamber 338 is preferably controlled to be higher than the temperature of chamber 336.
- the temperature control of the chambers 336, 338 can be effected by the temperature of each of the first pressure source 340 and / or the second fluid source 344 to the respective chambers 336, 338 supplied fluids is regulated.
- the temperature control unit 374 can be eliminated.
- FIG. 9 shows a part of the roller arrangement 400, which has a main roller 402 and a platen roller 404 which replaces those previously described Main rollers or pressure rollers can be used.
- the main roller 402 has a general structure similar to that of FIGS Main roller 160 shown in FIG. 6 corresponds. While in Fig. 9 only one right end portion 406 of main roller 402 is shown that the left end of roller 402 is a mirror image of right end 406 and thus the same reference numerals used to denote the to describe the right end 406 for the left end of the main roller 402 will apply.
- the main roller 402 includes a cylindrical central surface 408, left and right right circular ends 410, left and right cylindrical end faces 412 and left and right inclined ring surfaces 414.
- the cylindrical End faces 412 are located adjacent respective circular ends 410.
- the cylindrical central surface 408 has a circumference that is smaller than the circumference of the cylindrical end faces 412.
- the inclined ring surfaces 414 represent a transition from the cylindrical central surface 408 to the cylindrical end faces 412.
- the cylindrical middle surface 408 includes at least one void, such as a groove, hole, or one Pore to a pressure difference across the membrane 20 and any intermediate To lighten material.
- the distance between the inclined ring surfaces 414 of the main roller 402 is chosen such that it is approximately equal to the width of the semipermeable Membrane 20 is.
- the inclined ring surfaces 414 define a guide path for the semipermeable membrane 20 and the web carrier layer 142.
- each comprises the semipermeable membrane 20 and the web support layer 142 two tapered outer edges touch the inclined ring surfaces 414.
- the Web backing layer 142 includes a felt layer 142A and a hydrophobic Layer 142B.
- the profiles of the semipermeable membrane 20 and the Web carrier layer 142 are preferably dimensioned such that they are in the roll profile of the main roll 402 between the inclined ring surfaces 414 fit so that the membrane 20 and the cylindrical end faces 412 have essentially the same circumferential height.
- a continuous web such as a paper web (not shown) between the semipermeable membrane 20 and the web carrier layer 142.
- Interchangeable end seals 416 are at the circular ends 410 attached that include multiple fluid cavities 418. The attachment is caused by glue or fasteners.
- the interchangeable End seals 416 are preferably made of an elastic material, such as rubber, and can be a reinforcing fabric, such as nylon or steel.
- the pressure roller 404 comprises a generally cylindrical structure, that corresponds to that of the pressure roller 64 shown in FIGS. 1-3.
- the platen roller 404 includes a cylindrical central surface 422 and left and right circular ends 424.
- a sealing sleeve 426 with a Inner surface 428 and an outer surface 430 is over the cylindrical Middle surface 422 recorded and in a fixed relationship with the Pressure roller 404 held due to frictional forces between the cylindrical middle surface 422 and the inner surface 428 of the sealing sleeve 426 act.
- the sealing sleeve 426 can be glued or by fasteners located under the outer surface 430 of the Sealing sleeve 426 arranged and in the cylindrical central surface 422 are added to be held in their place.
- each sealing sleeve 426 is interchangeable such that when the Sealing sleeve 426 shows an unacceptable amount of wear, the sealing sleeve 426 without the need to press roller 404 to throw away, can be exchanged.
- the sealing sleeve 426 includes stress layer 432 and multiple fluid cavities 434th
- Interchangeable end seals 436 are at the circular ends 424 attached, which comprise a plurality of fluid cavities 438. The attachment is effected by means of glue or fasteners.
- the interchangeable End seals 436 are preferably made of an elastic Material, such as rubber, and can be a reinforcing fabric, such as nylon or steel.
- the sealing sleeve 426 is preferably made of an elastic material, such as rubber.
- the stress layer 432 of the sealing sleeve 426 is used to reduce the hoop or strapping tension and / or stresses on the sealing sleeve 426 to hold over the machine and includes a reinforcing fabric such as nylon or steel.
- the size, shape and geometry of fluid cavities 434 are selected to be, in particular in the vicinity of the longitudinally extending edges 20A, 20B of FIG semipermeable membrane 20 are elastically deformable.
- the fluid cavities 434 either extend circumferentially the sealing sleeve 426 around in a repeated pattern Width of the platen 404, or across the width of the platen 404 in a repeated pattern around the circumference of the sealing sleeve 426 around.
- the cavities 434 can be diagonal extend around the sealing sleeve 426.
- the fluid cavities 434 are filled with a fluid, such as air, Water or gel, pressurized to be a compliant but firm Seal with the semipermeable membrane 20 around the cylindrical Main end surfaces 412 of the main roller 402 maintain.
- a fluid such as air, Water or gel
- the fluid cavities 434 at the time of manufacture the sealing sleeve 426 is pressurized.
- the Compressed air cavities 434 at the time the sealing sleeve is manufactured 426 not put under pressure, but rather that Sealing sleeve 426 comprise one or more valve opening (s) 440, such as the type commonly used to inject air initiate a pneumatic tire to receive fluid and thus the cavities To put 434 under pressure.
- valve opening (s) 440 open openings that communicate with a fluid source via a fluid line and a rotatable fluid coupling are connected. In some applications it may be desirable to close fluid cavities 434 together connect to distribute any external forces and effectively form a single cavity.
- the fluid cavities 418, 438 of the interchangeable end seals 416, 436 are pressurized with a fluid such as air, water or gel.
- a fluid such as air, water or gel.
- the size, shape and geometry of the cavities 418, 438 are such chosen that they are resiliently deformable to give a resilient fixed seal between the interchangeable end seals 416, 436 and with the associated sealing plates, such as the sealing plates 108, 110 of Fig. 3.
- the fluid cavities 418, 438 at the time of manufacture of the End seals 416, 436 pressurized.
- the fluid cavities 418, 438 at the time of making the end seals 416, 436 not pressurized.
- the interchangeable ones End seals 416, 436 each have one or more valve opening (s) 442, 444 include, such as the type commonly used for this to inject air into a pneumatic tire to absorb fluid and thus pressurizing cavities 418, 438.
- the fluid cavities 418 may be desired to be interconnected to connect or to connect the fluid cavities 438 together. The Connecting the cavities effectively forms a single cavity in order any external forces within the single formed Distribute cavity.
- the respective membrane can be seen in FIGS. 1 to 10.
- Such a membrane can, however, in particular also in the embodiments according to FIGS. 12 and 13.
- the membrane expediently back to the higher pressure having the side of the fibrous web arranged.
- pressurized displacement fluid in particular displacement gas
- the membrane can be, for example, one made of film material with through holes existing membrane can be used.
- the pressure of the displacement fluid acting on the membrane is preferably greater than the ambient pressure.
- a membrane can also be used, such as they are described in connection with the first aspect of the invention has been.
- the membrane can in particular be provided with coherent pores his.
- FIG. 10 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment a device 10 for dewatering a fibrous web 12.
- a fibrous web 12 can in particular be a paper or Trade cardboard web.
- the drainage device 10 comprises a drainage zone E, in of the fibrous web 13 at least partially by exposure with pressurized displacement fluid, in particular displacement gas 14, is drained.
- the fibrous web 12 becomes together with a membrane 16 and a sieve or felt belt 18 through the Dewatering device 10 performed, the fibrous web 12 through through the membrane 16 with the displacement gas 14 becomes.
- the screen or felt belt 18 is on the opposite side the fibrous web 12. The fibrous web 12 is thus between the Gas pressure applied membrane 16 and the screen or felt belt 18th led through the drainage zone E.
- the drainage zone comprises E a displacement drainage unit 20 supplying the gas pressure, the with its gas outlet side 25 one formed, for example, by a roller Counter surface 24 is opposite to this one in the web running direction L to form an elongated gap 26 through which the membrane 16, the sieve or felt belt 18 and the intermediate fibrous web 12 are passed through.
- the dewatering zone E is divided into several sections in which the gas pressure applied can be set individually.
- three such sections E1, E2 and E3 are provided, for example.
- any other number of sections is also possible.
- four or more sections are also conceivable.
- the pressures prevailing in the different sections E1, E2 and E3 are identified in FIG. 10 by pi, p 2 and p 3 .
- the different sections egg i.e. in the present embodiment the sections E1, E2 and E3 can be sectioned across the width be, i.e. different pressures can be provided across the width his.
- the counter surface 24 can be closed, open (grooved, ...) or permeable his.
- a box 28 can be arranged behind the counter surface 24, which the Absorbs liquid and / or gas.
- the box 28 can be vacuumed i.e. be provided as a suction box.
- several zones Si can be provided, which have different Pressing (e.g. overpressing and / or suppressing) is applied can be.
- there are three again Zones S1, S2 and S3 are provided. Basically, however, is also here any other number of zones is possible again.
- At positions 30 For example, liquid or gas can be removed.
- FIG. 11 has at least in again essentially the same structure as that of FIG. 10 corresponding parts are assigned the same reference numerals.
- the result of the displacement drainage process in terms of final dryness and technical properties of the finished fibrous web 12 such as the specific volume, the porosity, the Surface roughness and / or the like can be controlled in a targeted manner.
- the created drainage control process can be controlled Gas pressure varies along the drainage zone in the desired manner become.
- the drainage process can be carried out directly during operation can be set. For example, gentle initial drainage at a low gas pressure. Will be a high one Final dryness is required so that the gas pressure in the rear Sections of drainage zone E are increased accordingly. Becomes on the other hand, a high volume is required for the finished fibrous web 12, so can the gas pressure in the rear sections of the drainage zone E set accordingly low. It is therefore particularly also a respective pressure profile can be set, for example, in the machine direction.
- a membrane can be used in particular, such as they are described in connection with the first aspect of the invention has been.
- the membrane can in particular also be connected Pores.
- Fibrous web 12 shows a schematic representation of a first embodiment a device 10 for dewatering a fibrous web 12.
- Fibrous web 12 can in particular be a paper or cardboard web act.
- the drainage device 10 includes a displacement drainage zone E, in which the fibrous web 12 at least partially by a Exposure to displacement fluid, here e.g. Displacement gas 14, is drained.
- a Exposure to displacement fluid here e.g. Displacement gas 14
- a press 16 is connected upstream of the displacement drainage zone E.
- the fibrous web 12 is first through the upstream press 16 and then passed through the displacement drainage zone E.
- the upstream press is 16 formed by a shoe press.
- the fibrous web 12 is together in the present embodiment with a screen or felt belt 18 through the press 16 and the displacement drainage zone E led.
- the drainage zone E comprises a displacement drainage unit 20 with its gas outlet side opposes a counter roll 22, via which the displacement gas 14 acted upon fibrous web 12 and the sieve or felt belt 18 out are.
- FIG. 13 differs from that of FIG. 12 only in that as the displacement drainage zone E upstream press 16 'a roller press is provided. Furthermore
- This drainage device 10 has the same structure as that in FIG 12 shown device. Corresponding parts are assigned the same reference numerals.
- a downstream mechanical press can also be provided his.
- the extent the leaf compression and the amount of gas pressure applied separately to be controlled It is particularly possible to determine the result of the Displacement drainage process in relation to the final Dryness and paper technology properties of the finished fibrous web such as specific volume, porosity, surface roughness and / or to control the like in a targeted manner.
- the displacement drainage zone upstream press can the nonwoven on the the desired size can be precompacted. This can increase the permeability of the nonwoven can be adjusted in the desired manner.
- the decoupling of the drainage and compacting process can thus set the properties of the finished paper in a targeted manner become. If the fleece is heavily pre-compacted, more water can be released the fleece can be removed. This is particularly the case with such types of paper required, in which primarily a high dry content after the Press is required.
- a membrane can be used in particular, such as they are described in connection with the first aspect of the invention has been.
- the membrane can in particular also be connected Pores.
Landscapes
- Paper (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Pressvorrichtung wie beispielsweise eine Pressvorrichtung mit mehreren eine Kammer bildenden Walzen, und insbesondere eine einheitliche Membran zur Verwendung insbesondere in einer solchen Pressvorrichtung, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Membran.According to a first aspect, the invention relates to a pressing device such as a multi-chamber press forming rollers, and in particular a uniform membrane for use in particular in such a pressing device, and a method for the production of a corresponding membrane.
Es sind seit vielen Jahren Versuche unternommen worden, äußeren Luftdruck dafür zu verwenden, Wasser aus einer Papierbahn herauszudrücken. Statt ein Blatt an einem Pressspalt bis zu dem Punkt zu komprimieren, an dem Hydraulikdruck Wasser heraustreibt, wie es beim normalen Nasspressen der Fall ist, wurde überlegt, dass mehr Wasser entfernt und Blattvolumen aufrechterhalten werden könnte, wenn Luftdruck aufgebracht werden könnte, um die durch den Walzenspalt erzeugten Hydraulikdrücke zu unterstützen. Ein derartiger Versuch umfasst, dass eine Mehrwalzenstruktur bereitgestellt wird, die eine geschlossene Kammer bildet, wobei Luft durch die Kammer hindurch zirkulieren gelassen wird, um Feuchtigkeit aus der Papierbahn herauszutransportieren.Attempts have been made for many years, outside Use air pressure to push water out of a paper web. Instead of compressing a sheet at a press nip to the point expels water at the hydraulic pressure, as it does with normal Wet pressing is considered to remove more water and sheet volume could be maintained when air pressure was applied could be the hydraulic pressures generated by the nip to support. Such an attempt involves that a Multi-roll structure is provided which is a closed chamber forms, allowing air to circulate through the chamber, to transport moisture out of the paper web.
Die Bereitstellung einer wirksamen Abdichtung einer Mehrwalzenkammer kann problematisch sein. Es ist bekannt, eine Walzenanordnung zu bilden, bei der Gummiwalzen derart angeordnet sind, dass sie mit Walzen mit fester Oberfläche in Wechselwirkung stehen. Es ist beim Versuch, eine derartige Kammer abzudichten, ein mögliches Problem, dass eine beträchtliche Last auf der Walzenstruktur erforderlich sein kann, um die Abdichtung zwischen den Walzen aufrechtzuerhalten. Demgemäß ist ein robuster Rahmen erforderlich, um die Walzenstruktur zu begrenzen. Es ist beim Versuch, eine derartige Kammer abzudichten, ein weiteres mögliches Problem, dass jegliche Einschnitte in der Gummioberfläche leicht dazu führen würden, dass die gesamte Walze unbrauchbar wird.To provide an effective seal for a multi-roll chamber can be problematic. It is known to form a roller assembly in which rubber rollers are arranged in such a way that they with rollers interact with a solid surface. It's trying to get one to seal such chamber, a possible problem that a considerable Load on the roller structure may be required to avoid the Maintain sealing between the rollers. Accordingly, one is robust frame required to limit the roller structure. It is another possible attempt to seal such a chamber Problem that any cuts in the rubber surface easily would cause the entire roller to become unusable.
Es ist auch festgestellt worden, dass herkömmliche Nass-Pressverfahren dadurch sehr uneffizient sind, dass nur ein kleiner Teil eines Walzenumfangs zur Verarbeitung der Papierbahn verwendet wird. Um diese Beschränkung zu überwinden, sind einige Versuche unternommen worden, ein festes, undurchlässiges Band derart anzupassen, dass ein ausgedehnter Spalt zum Pressen der Papierbahn gebildet und somit die Papierbahn entwässert wird. Ein Problem bei einem derartigen Ansatz ist jedoch, dass das undurchlässige Band die Strömung eines Trocknungsfluids, wie Luft, durch die Papierbahn hindurch verhindert.It has also been found that conventional wet pressing processes are very inefficient in that only a small part of a roller circumference is used to process the paper web. To this limitation some attempts have been made to overcome to adjust a firm, impervious tape so that an extended one Gap formed for pressing the paper web and thus the paper web is drained. One problem with such an approach, however, is that the impermeable band the flow of a drying fluid, such as air, prevented through the paper web.
Dementsprechend besteht ein Bedarf nach einem verbesserten Gewebe, das eine verbesserte Entwässerung einer kontinuierlichen Bahn ermöglicht und eine wirksame Abdichtung einer Kammer an den Walzenspalten bereitstellt.Accordingly, there is a need for an improved fabric which enables improved dewatering of a continuous web and effective sealing of a chamber on the nips provides.
Die den ersten Aspekt betreffende erfindungsgemäße Lösung bringt eine verbesserte Entwässerung einer kontinuierlichen Bahn, wie beispielsweise Papier, mit sich und ermöglicht eine wirksame Abdichtung einer Kammer an den Walzenspalten in einer Pressvorrichtung.The solution according to the invention relating to the first aspect brings one improved drainage of a continuous web, such as Paper, with itself and enables effective sealing of a chamber on the nips in a press device.
So schafft die Erfindung gemäß dem ersten Aspekt eine einheitliche Membran zur Verwendung in einer Pressvorrichtung. Die Pressvorrichtung umfasst zwei sich in Längsrichtung erstreckende Randabschnitte und einen semipermeablen Abschnitt mit einer Vielzahl von miteinander in Verbindung stehenden Poren. Der semipermeable Abschnitt ist zwischen dem Paar sich in Längsrichtung erstreckenden Randabschnitten angeordnet. Die einheitliche Membran umfasst ein Formgewebe und weist eine Dicke von weniger als ungefähr 2,54 mm (0,1 Zoll) auf. Der semipermeable Abschnitt weist eine Permeabilität von größer als Null und kleiner als ungefähr 0,025 m/s (fünf CFM pro Quadratfuß) auf, wie durch das TAPPI-Testverfahren TIP 0404-20 gemessen (vgl. insbesondere Anspruch 1).According to the first aspect, the invention thus creates a uniform membrane for use in a press device. The press device comprises two longitudinally extending edge sections and a semipermeable section with a plurality of each other in Related pores. The semipermeable section is between the pair of longitudinally extending edge portions. The uniform membrane comprises a shaped fabric and has one Thickness less than about 2.54 mm (0.1 inches). The semipermeable Section has a permeability greater than zero and less than about 0.025 m / s (five CFM per square foot) as by the TAPPI test procedure TIP 0404-20 measured (see in particular claim 1).
Bei manchen der insbesondere in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegebenen
Ausführungsformen ist das Paar sich in Längsrichtung erstreckender
Randabschnitte derart verjüngt, dass ein Querschnitt der einheitlichen
Membran eine Trapezform aufweist. Ebenso sind die beiden sich in Längsrichtung
erstreckenden Randabschnitte vorzugsweise undurchlässig.In some of the particularly specified in
Die Erfindung gemäß dem ersten Aspekt schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen der einheitlichen Membran und umfasst die Schritte, dass ein Trägergewebe bereitgestellt wird, das sehr permeabel ist, und dass viele miteinander in Verbindung stehende Poren in dem Trägergewebe gebildet werden (vgl. insbesondere Anspruch 10).The invention according to the first aspect also provides a method for Manufacture the unified membrane and includes the steps that a Carrier fabric is provided that is very permeable and that many interconnected pores are formed in the carrier fabric be (see in particular claim 10).
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, wenn diese in einer Pressvorrichtung mit einer unter Druck gesetzten Kammer eingesetzt wird, die aus mehreren Walzen gebildet ist, dass sie eine vorbestimmte Fluidströmung durch eine kontinuierliche Bahn, wie beispielsweise eine Papierbahn, hindurch sowie eine mechanische Druckkraft auf diese bewirken kann, um eine verbesserte Entwässerung der kontinuierlichen Bahn zu fördern. It is an advantage of the present invention when it is in a press device is used with a pressurized chamber that is formed from multiple rollers that they have a predetermined fluid flow by a continuous web, such as a paper web, through and cause a mechanical pressure force on this can to improve drainage of the continuous web to promote.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, wenn diese in einer Pressvorrichtung verwendet wird, dass die Erfindung die Abdichtung einer unter Druck gesetzten Kammer, die aus mehreren Walzen gebildet ist, an zwei oder mehr Walzenspalten unterstützt.It is another advantage of the invention when it is in a press device is used that the invention sealing a sub Pressurized chamber made up of several rollers on two or more nips supported.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des gemäß diesem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 11 bis 19 angegeben.Advantageous embodiments of the according to this first aspect of the invention proposed method are in subclaims 11 to 19 specified.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bereitgestellt, bei dem die Faserstoffbahn durch eine Entwässerungszone geführt wird, in der sie zumindest teilweise durch eine Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Verdrängungsfluid, insbesondere Verdrängungsgas, entwässert wird, wobei die Faserstoffbahn zusammen mit einer porösen Membran durch die Entwässerungszone geführt und durch die Membran hindurch mit dem Verdrängungsfluid beaufschlagt wird (vgl. Anspruch 20).According to a second aspect of the invention there is a method for drainage a fibrous web, in particular a paper or cardboard web, provided, in which the fibrous web through a dewatering zone is carried out in which it is at least partially due to an application with pressurized displacement fluid, in particular Displacement gas is dewatered, the fibrous web together with a porous membrane through the drainage zone and through the membrane with the displacement fluid will (see claim 20).
In den Unteransprüchen 21 bis 24 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß diesem zweiten Aspekt der Erfindung angegeben.Advantageous refinements of the Method according to this second aspect of the invention.
So kann als Membran insbesondere eine aus Folienmaterial mit Durchgangslöchern bestehende Membran verwendet werden.In particular, a membrane made of film material with through holes can be used as the membrane existing membrane can be used.
Der Druck des die Membran beaufschlagenden Verdrängungsfluids ist insbesondere größer als der Umgebungsdruck. The pressure of the displacement fluid acting on the membrane is in particular greater than the ambient pressure.
Beim Verfahren gemäß diesem zweiten Aspekt der Erfindung kann insbesondere auch wieder eine Membran verwendet werden, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde.In particular, in the method according to this second aspect of the invention again a membrane can be used as it is related with the first aspect of the invention.
Die Membran kann insbesondere mit zusammenhängenden Poren versehen sein.The membrane can in particular be provided with coherent pores his.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder
Kartonbahn, bei dem die Faserstoffbahn durch eine Entwässerungszone
geführt wird, in der sie zumindest teilweise durch eine Beaufschlagung
mit unter Druck stehendem Verdrängungsfluid, insbesondere Verdrängungsgas,
entwässert wird (vgl. den Oberbegriff des Anspruchs 25). Sie
betrifft gemäß diesem dritten Aspekt ferner eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 34.According to a third aspect, the invention relates to a method for
Drainage of a fibrous web, in particular a paper or
Cardboard web in which the fibrous web passes through a drainage zone
is carried out in which it is at least partially due to an application
with pressurized displacement fluid, in particular displacement gas,
is drained (see the preamble of claim 25). she
according to this third aspect further relates to a device according to the
Preamble of
Wasser kann durch die Anwendung eines Fluid- bzw. Gasdifferenzdrucks aus einer Papierbahn entfernt werden. Dieses Verfahren wird Verdrängungsentwässerung genannt. Hierbei wird das sich in den Poren zwischen den Fasern befindende Wasser aus dem Papiervlies herausgeblasen. Im Vergleich zum konventionellen Nasspressen in einem einfach oder doppelt befilzten Walzenspalt hat das fertige Papier ein höheres spezifisches Volumen bei gleichem Trockengehalt wie nach der mechanischen Entwässerung. Mit Hilfe des Verdrängungsentwässerungsprozesses können auch andere wichtige Eigenschaften der fertigen Faserstoffbahn wie Biegesteifigkeit, Porosität und Opazität positiv beeinflusst werden (J.D. Lindsay: "Displacement dewatering to maintain bulk", Paperi ja Puu Vol. 74/No. 3/1992). Es wurde auch bereits eine entsprechende apparative Anordnung für den Verdrängungsentwässerungsprozess vorgeschlagen (W. Kawka u. E. Szwarcztajn: "Some results of investigations on the equipment for intensive dewatering and drying of porous papers, EUCEPA-79 International Conference, London, paper 31, S. 153).Water can be applied by applying a fluid or gas differential pressure be removed from a paper web. This process is called displacement drainage called. This will be in the pores between water in the fibers is blown out of the paper fleece. in the Compared to conventional wet pressing in a single or double felted nip, the finished paper has a higher specific volume with the same dry content as after the mechanical drainage. With the help of the displacement drainage process, too other important properties of the finished fibrous web such as bending stiffness, Porosity and opacity can be positively influenced (J.D. Lindsay: "Displacement dewatering to maintain bulk", Paperi ja Puu Vol. 74 / No. 3/1992). There has also been a corresponding apparatus arrangement proposed for the displacement drainage process (W. Kawka et al. E. Szwarcztajn: "Some results of investigations on the equipment for intensive dewatering and drying of porous papers, EUCEPA-79 International Conference, London, paper 31, p. 153).
Wird auf der Seite des Fluid- bzw. Gasdruckes eine Membran über das Papier gebracht, so erfolgt aufgrund des Druckabfalls in der Membran eine Kompression des Papiers. Wasser wird aus den Fasern in die Poren zwischen den Fasern gepresst. Dieses Wasser wird durch den Fluid- bzw. Gasdifferenzdruck aus den Poren herausgeblasen. Bei der Verwendung einer Membran erhält man erfahrungsgemäß einen höheren Trockengehalt (Kari Räisänen: "High-Vacuum dewatering on a paper machine wire section - a literature review", Paperi ja Puu, Vo. 78, Nr. 3, 1996).Is a membrane on the side of the fluid or gas pressure over the Bring paper, so it takes place due to the pressure drop in the membrane a compression of the paper. Water is released from the fibers into the pores pressed between the fibers. This water is Differential gas pressure blown out of the pores. When using Experience has shown that a membrane has a higher dry content (Kari Räisänen: "High-Vacuum dewatering on a paper machine wire section - a literature review ", Paperi ja Puu, Vo. 78, No. 3, 1996).
Das Ausmaß dieser Kompression hängt von dem Verhältnis der Permeabilität der Membran und des Faservlieses ab. Mit einer gezielten Kompression können Trockengehalt und spezifisches Volumen der fertigen Faserstoffbahn eingestellt werden. Die Kompression des Faservlieses lässt sich in der Verdrängungsentwässerungsanlage in der Praxis aber nur schwer steuern, da sich die Membranpermeabilität im Betrieb der Produktionsanlage nur schwer ändern lässt. Somit ergibt sich bei im übrigen gleichen Prozessbedingungen bei einem bestimmten Fluid- bzw. Gasdruck ein bestimmter Trockengehalt und ein bestimmtes spezifisches Volumen.The extent of this compression depends on the ratio of permeability the membrane and the nonwoven. With targeted compression can dry content and specific volume of the finished fibrous web can be set. The compression of the nonwoven can be done in the displacement drainage system in practice, however, only with difficulty control, because the membrane permeability in the operation of the production plant difficult to change. This results in the same for the rest Process conditions at a certain fluid or gas pressure certain dryness and a certain specific volume.
Gemäß dem dritten Aspekt ist es Ziel der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der zuvor genannten Art zu schaffen, mit denen das Ergebnis des Verdrängungsentwässerungsprozesses in Bezug auf den erreichten Trockengehalt und papiertechnische Eigenschaften der fertigen Faserstoffbahn wie insbesondere spezifisches Volumen, Porosität, Oberflächenrauhigkeit und/oder dergleichen gezielt steuerbar ist. According to the third aspect, the aim of the invention is a method and to create a device of the aforementioned type with which the Result of the displacement drainage process in relation to the achieved dryness and paper technology properties of the finished Fibrous web such as, in particular, specific volume, porosity, surface roughness and / or the like can be controlled in a targeted manner.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, dass die Entwässerungszone in mehrere Sektionen unterteilt wird, in denen der angelegte Fluid- bzw. Gasdruck individuell einstellbar ist (vgl. Anspruch 25). Dabei wird die Faserstoffbahn vorzugsweise zusammen mit einer Membran durch die Entwässerungszone geführt und durch diese Membran hindurch mit dem Verdrängungsfluid bzw. -gas beaufschlagt.With regard to the method, this task is performed according to the third aspect solved the invention in that the drainage zone in several Sections are divided in which the applied fluid or gas pressure is individually adjustable (cf. claim 25). The fibrous web preferably together with a membrane through the drainage zone passed and through this membrane with the displacement fluid or gas applied.
Aufgrund dieser Ausbildung sind das Ausmaß der Blattkompression und die Höhe des angelegten Fluid- bzw. Gasdruckes getrennt steuerbar. Der Entwässerungsprozess kann somit direkt während des Betriebs eingestellt bzw. optimiert werden.Because of this training, the extent of leaf compression and the level of the applied fluid or gas pressure can be controlled separately. The Drainage process can thus be set directly during operation or be optimized.
In den Unteransprüchen 26 bis 33 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung angegeben.Advantageous refinements of the Method according to the third aspect of the invention.
So wird bei einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform die Entwässerungszone in mehrere in Bahnlaufrichtung hintereinander liegende Sektionen unterteilt, in denen der angelegte Fluid- bzw. Gasdruck individuell einstellbar ist.So in a practical practical embodiment, the drainage zone in several lying one behind the other in the direction of web travel Sections divided in which the applied fluid or gas pressure individually is adjustable.
Vorzugsweise wird die von einer Seite her mit Verdrängungsfluid bzw. -gas beaufschlagte Faserstoffbahn zusammen mit wenigstens einem Sieb- oder Filzband durch die Entwässerungszone geführt, das auf der anderen Bahnseite angeordnet ist.It is preferred to use displacement fluid or gas from one side acted upon fibrous web together with at least one wire or Felt tape passed through the drainage zone, the one on the other Web side is arranged.
Insbesondere in dem Fall, dass die Anfangsentwässerung schonend bei einem niedrigen Fluid- bzw. Gasdruck erfolgen soll, wird zweckmäßigerweise in einer in Bahnlaufrichtung betrachtet vorderen Sektion der Entwässerungszone ein geringerer Fluid- bzw. Gasdruck angelegt als in einer in Bahnlaufrichtung betrachtet weiter hinten liegenden Sektion.Especially in the event that the initial drainage is gentle a low fluid or gas pressure is advisable viewed in a front section of the drainage zone in the direction of web travel a lower fluid or gas pressure is applied than in one Section lying further back in the direction of web travel.
Wird beispielsweise ein hoher Endtrockengehalt gefordert, so wird vorteilhafterweise in wenigstens einer in Bahnlaufrichtung betrachtet weiter hinten liegenden Sektion der Entwässerungszone ein höherer Fluid- bzw. Gasdruck angelegt als in einer in Bahnlaufrichtung betrachtet vorderen Sektion.If, for example, a high final dry matter content is required, it is advantageous viewed in at least one further in the direction of web travel rear section of the drainage zone a higher fluid or Gas pressure applied as viewed in a front direction of web travel Section.
Dagegen kann zur Erzielung eines relativ hohen Volumens der fertigen Faserstoffbahn in wenigstens einer in Bahnlaufrichtung betrachtet weiter hinten liegenden Sektion der Entwässerungszone ein entsprechender niedriger Fluid- bzw. Gasdruck angelegt werden.In contrast, to achieve a relatively high volume of the finished Fibrous web further viewed in at least one in the web running direction a corresponding section of the drainage zone at the rear low fluid or gas pressure are applied.
Beim Verfahren gemäß diesem dritten Aspekt der Erfindung kann insbesondere
auch wieder eine Membran verwendet werden, wie sie im Zusammenhang
mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde
und insbesondere in den Ansprüchen 1 bis 19 angegeben ist.In particular, in the method according to this third aspect of the invention
again a membrane can be used as it is related
with the first aspect of the invention
and is particularly indicated in
Bei der Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe entsprechend dadurch gelöst, dass die Entwässerungszone in mehrere Sektionen unterteilt ist, in denen der angelegte Fluid- bzw. Gasdruck individuell einstellbar ist (vgl. Anspruch 34).In the device according to the third aspect of the invention, the Task accordingly solved in that the drainage zone in is divided into several sections, in which the applied fluid or gas pressure is individually adjustable (see claim 34).
In den Unteransprüchen 35 bis 42 sind vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung angegeben.Advantageous embodiments are in the subclaims 35 to 42 of the device according to the third aspect of the invention.
Bei der Vorrichtung gemäß diesem dritten Aspekt kann insbesondere
auch wieder eine Membran vorgesehen sein, wie sie im Zusammenhang
mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde uns insbesondere
in den Ansprüchen 1 bis 19 angegeben ist.In particular, in the device according to this third aspect
again a membrane can be provided, as in the context
with the first aspect of the invention has been described to us in particular
is specified in
Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Faserstoffbahn durch eine Verdrängungsentwässerungszone geführt wird, in der sie zumindest teilweise durch eine Beaufschlagung mit Verdrängungsfluid, insbesondere Verdrängungsgas, entwässert wird (vgl. den Oberbegriff des Anspruchs 43). Sie betrifft gemäß diesem vierten Aspekt ferner eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 49.According to a fourth aspect, the invention relates to a method for Drainage of a fibrous web, in particular a paper or Cardboard web in which the fibrous web passes through a displacement drainage zone is carried out in which it is at least partially due to an application with displacement fluid, in particular displacement gas, is drained (cf. the preamble of claim 43). According to this fourth aspect, a device according to the preamble of claim 49.
Dieser vierte Aspekt der Erfindung befasst sich zumindest im wesentlichen wieder mit der zuvor bereits im Zusammenhang mit dem dritten Aspekt der Erfindung erläuterten Problematik.This fourth aspect of the invention is at least essentially concerned again with the one previously related to the third Aspect of the invention explained problems.
Auch gemäß diesem vierten Aspekt de Erfindung ist es daher wieder Ziel der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der zuvor genannten Art zu schaffen, mit denen das Ergebnis des Verdrängungsentwässerungsprozesses in Bezug auf den endgültigen Trockengehalt und papiertechnische Eigenschaften der fertigen Faserstoffbahn wie insbesondere spezifisches Volumen, Porosität, Oberflächenrauhigkeit und/oder dergleichen gezielt steuerbar ist.It is therefore again according to this fourth aspect of the invention The aim of the invention, a method and an apparatus of the aforementioned Way of creating the result of the displacement drainage process in terms of final dryness and paper technical properties of the finished fibrous web such as in particular specific volume, porosity, surface roughness and / or the like is specifically controllable.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, dass die Faserstoffbahn überdies durch eine der Verdrängungsentwässerungszone vorgeschaltete Presse geführt wird (vgl. Anspruch 43). With regard to the method, this task is performed according to the fourth aspect solved the invention in that the fibrous web moreover by a press upstream of the displacement drainage zone will (see claim 43).
Aufgrund dieser Ausbildung sind das Ausmaß der Blattkompression und die Höhe des angelegten Fluid- bzw. Gasdruckes getrennt steuerbar. Durch die der Verdrängungsentwässerungszone vorgeschaltete Presse kann das Faservlies auf das gewünschte Maß vorkompaktiert werden. Hierdurch kann insbesondere die Permeabilität des Faservlieses in der gewünschten Weise eingestellt werden. Durch die Entkopplung von Entwässerungs- und Kompaktierungsprozess können somit die Eigenschaften der fertigen Faserstoffbahn bzw. des fertigen Papiers gezielt eingestellt werden.Because of this training, the extent of leaf compression and the level of the applied fluid or gas pressure can be controlled separately. Through the press upstream of the displacement drainage zone the nonwoven can be pre-compacted to the desired size. In this way, in particular, the permeability of the nonwoven fabric in the desired way. By decoupling drainage and compacting process can thus have the properties the finished fibrous web or the finished paper become.
Wird das Vlies stark vorkompaktiert, so kann entsprechend mehr Wasser aus dem Vlies entfernt werden. Dies ist insbesondere bei solchen Papiersorten erforderlich, bei denen in erster Linie ein hoher Entwässerungsgehalt nach der Presse gefordert wird.If the fleece is heavily pre-compacted, more water can be added be removed from the fleece. This is particularly the case with such types of paper required where primarily a high drainage content according to the press.
In den Unteransprüchen 44 und 48 sind vorteilhafte Ausgestaltungen des
Verfahrens gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung angegeben.
So kann als vorgeschaltete Presse eine Schuhpresse oder auch eine Walzenpresse
verwendet werden.Advantageous refinements of the method according to the fourth aspect of the invention are specified in
A shoe press or a roller press can be used as the upstream press.
Die Faserstoffbahn kann insbesondere wieder zusammen mit einer porösen Membran durch die Verdrängungsentwässerungszone geführt und durch die Membran hindurch mit dem Verdrängungsfluid bzw. -gas beaufschlagt werden.The fibrous web can in particular together with a porous Membrane passed through the displacement drainage zone and through the membrane with the displacement fluid or gas become.
Beim Verfahren gemäß diesem vierten Aspekt der Erfindung kann insbesondere
auch wieder eine Membran verwendet werden, wie sie im Zusammenhang
mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde
und insbesondere in den Ansprüchen 1 bis 19 angegeben ist. In particular, in the method according to this fourth aspect of the invention
again a membrane can be used as it is related
with the first aspect of the invention
and is particularly indicated in
Bei der Vorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe entsprechend dadurch gelöst, dass der Verdrängungsentwässerungszone eine insbesondere mechanische Presse vorgeschaltet ist und dass die Faserstoffbahn zunächst durch die vorgeschaltete Presse und daraufhin durch die Verdrängungsentwässerungszone geführt ist (vgl. Anspruch 49).In the device according to the fourth aspect of the invention, the Task solved accordingly in that the displacement drainage zone a mechanical press in particular is connected upstream and that the fibrous web first through the upstream press and is then led through the displacement drainage zone (cf. Claim 49).
Grundsätzlich kann auch eine nachgeschaltete mechanische Presse vorgesehen sein.In principle, a downstream mechanical press can also be provided his.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß dem vierten Aspekt
der Erfindung sind in den Unteransprüchen 50 bis 54 angegeben.Advantageous further developments of the device according to the fourth aspect
the invention are specified in the
So kann als vorgeschaltete Presse insbesondere wieder eine Schuhpresse
oder eine Walzenpresse vorgesehen sein.
Die Faserstoffbahn kann insbesondere auch wieder zusammen mit einer
porösen Membran durch die Verdrängungsentwässerungszone geführt
und durch die Membran hindurch mit dem Verdrängungsfluid bzw. -gas
beaufschlagbar sein.For example, a shoe press or a roller press can again be provided as the upstream press.
The fibrous web can in particular also be guided together with a porous membrane through the displacement dewatering zone and acted upon by the displacement fluid or gas through the membrane.
Bei der Vorrichtung gemäß diesem vierten Aspekt kann insbesondere
auch wieder eine Membran vorgesehen sein, wie sie im Zusammenhang
mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde uns insbesondere
in den Ansprüchen 1 bis 19 angegeben ist.In particular, in the device according to this fourth aspect
again a membrane can be provided, as in the context
with the first aspect of the invention has been described to us in particular
is specified in
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei betreffen die Figuren 1 bis 9 insbesondere den ersten, sämtliche Figuren 1 bis 13 insbesondere auch den zweiten, die Figuren 10 und 11 insbesondere den dritten und die Figuren 12 und 13 insbesondere den vierten Aspekt der Erfindung, wobei grundsätzlich auch beliebige Kombinationen der verschiedenen Aspekte der Erfindung möglich sind. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 2
- eine perspektivische Seitenansicht der Anordnung der Walzen der Ausführungsform von Fig. 1,
- Fig. 3
- eine Teilfrontansicht der Anordnung der Walzen der Ausführungsform von Fig. 1,
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung einer Variante einer Endabdichtungsplatte der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung einer Variante einer weiteren Endabdichtungsplatte der vorliegenden Erfindung,
- Fig. 6
- eine in übertriebenem Maßstab dargestellte Seitenansicht einer Variante eines Hauptwalzenprofils der Erfindung,
- Fig. 7
- eine schematische Darstellung einer Variante der Ausführungsform mit einer einzigen Kammer von Fig. 1,
- Fig. 8
- eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung, die zwei Kammern umfasst,
- Fig. 9
- eine Explosionsteilschnittansicht, die Kammerabdichtungsaspekte der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
- Fig. 10
- eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn,
- Fig. 11
- eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn,
- Fig. 12
- eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entwässerung einer Faserstoffbahn und
- Fig. 13
- eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer solchen Entwässerungsvorrichtung.
- Fig. 1
- 2 shows a partially schematic side view of an embodiment of the present invention,
- Fig. 2
- 2 shows a perspective side view of the arrangement of the rollers of the embodiment from FIG. 1,
- Fig. 3
- 2 shows a partial front view of the arrangement of the rollers of the embodiment from FIG. 1,
- Fig. 4
- 1 shows a schematic representation of a variant of an end sealing plate of the present invention,
- Fig. 5
- 1 shows a schematic representation of a variant of a further end sealing plate of the present invention,
- Fig. 6
- 2 shows a side view, shown in an exaggerated scale, of a variant of a main roll profile of the invention,
- Fig. 7
- 1 shows a schematic illustration of a variant of the embodiment with a single chamber from FIG. 1,
- Fig. 8
- 1 shows a schematic representation of an embodiment of the invention, which comprises two chambers,
- Fig. 9
- 4 is an exploded partial sectional view illustrating chamber sealing aspects of the present invention.
- Fig. 10
- 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a device for dewatering a fibrous web,
- Fig. 11
- 1 shows a schematic representation of a further embodiment of a device for dewatering a fibrous web,
- Fig. 12
- a schematic representation of a first embodiment of a device for dewatering a fibrous web and
- Fig. 13
- is a schematic representation of another embodiment of such a drainage device.
Entsprechende Bezugszeichen geben in den gesamten Ansichten entsprechende Teile an. Die hierin aufgeführten Ausführungsbeispiele veranschaulichen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, und derartige Ausführungsbeispiele sind nicht als den Schutzbereich der Erfindung auf irgendeine Weise begrenzend anzusehen.Corresponding reference symbols give corresponding views in the entire views Parts. The exemplary embodiments listed herein illustrate preferred embodiments of the invention, and such Embodiments are not considered to be the scope of the invention limiting any way to look.
In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 ist eine Pressanordnung
10 gezeigt, die bei der Papierherstellung besonders gut verwendbar ist. Die
Pressanordnung 10 umfasst einen Rahmen 12, einen Belastungszylinder
14, eine Presswalzenanordnung 16, einen Spannaufbau 18, eine Membran
20 und eine Steuereinheit 21. In the drawings and particularly in Fig. 1 is a
Der Rahmen 12 umfasst einen Hauptrahmen 22, einen oberen Schwenkrahmen
24, einen unteren Schwenkrahmen 26, einen oberen Schwenkarm
28, einen unteren Schwenkarm 30 und ein Paar Seitenrahmen 32, 33. Der
Seitenrahmen 32 ist mit einem weggebrochenen Teil gezeigt, um einen
inneren Teil des Seitenrahmens 33 freizulegen. Die Schwenkarme 24, 26
sind, beispielsweise durch Schweißungen oder Schrauben, fest an dem
Hauptrahmen 22 angebracht. Die Schwenkarme 28, 30 sind jeweils über
mehrere Drehzapfen 34 auf herkömmliche Weise schwenkbar an den
Schwenkrahmen 24, 26 montiert. Jeder Schwenkarm 28, 30 weist ein
erstes Ende 36, 38 auf, das jeweils derart ausgebildet ist, dass es entgegengesetzte
Enden 40, 42 des Belastungszylinders 14 über Zapfen 44
aufnimmt. Jeder Schwenkarm 28, 30 weist ein zweites Ende 46, 48 auf,
das derart ausgebildet ist, beispielsweise durch Schweißungen oder
Schrauben, dass es das jeweilige Lagergehäuse 50, 52 fest aufnimmt. Die
ersten und zweiten Seitenrahmen 32, 33 sind an entgegengesetzte Seiten
des Hauptrahmens 22 montiert.The
Die Presswalzenanordnung 16 umfasst mehrere Walzen 60, 62, 64, 66
(vier Walzen, wie gezeigt), die zur zusammenwirkenden Rotation in dem
Rahmen 12 angeordnet sind. Mit zusammenwirkender Rotation ist gemeint,
dass die Drehgeschwindigkeit an der Umfangsfläche von jeder der
Walzen 60, 62, 64, 66 gemeinsam im wesentlichen gleich ist, wobei im
wesentlichen kein Schlupf zwischen den Walzenoberflächen auftritt. Der
Zweckmäßigkeit halber sind manchmal die Walzen 60, 62 als Hauptwalzen
und die Walzen 64, 66 als Druckwalzen bezeichnet.The
Nach den Fig. 2 und 3 sind im allgemeinen alle Walzen 60, 62, 64, 66
geschlossene Hohlzylinder mit jeweils einem ersten kreisförmigen Ende
68, 70, 72, 74, einem zweiten kreisförmigen Ende 76, 78, 80, 82 und einer
zylindrischen, mittleren Umfangsfläche 84, 86, 88, 90, und es sind alle
jeweils radial symmetrisch um eine Drehachse 92, 94, 96, 98. Ein Satz
Dichtungen 99 kann an den ersten kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74
und den zweiten kreisförmigen Enden 76, 78, 80, 82 angebracht sein. Die
Hauptwalzen 60, 62 und Druckwalzen 64, 66 sind axial parallel angeordnet.
Der Umfang jeder Druckwalze 64, 66 ist kleiner als der Umfang jeder
Hauptwalze 60, 62. Nach Fig. 1 sind die Walzen 60, 62, 64, 66 derart
angeordnet, dass sie eine entsprechende Anzahl von Walzenspalten 100,
102, 104, 106 definieren.2 and 3 are generally all
Die Druckwalzen 64, 66 werden dazu verwendet, eine Dichtung entlang
der axialen Ausdehnung der Hauptwalzen 60, 62 an den Walzenspalten
100, 102, 104, 106 zu schaffen. Jede Walze 60, 62, 64, 66 kann eine
elastische Beschichtung, wie beispielsweise Gummi, umfassen, um die
Abdichtung an den Walzenspalten zu unterstützen. Die Abdichtung an
den Walzenspalten 100, 102, 104, 106 erfordert einen relativ gleichmäßigen
Druck entlang aller Walzenspalten 100, 102, 104, 106. Mit der wahrscheinlichen
Verbiegung der Hauptwalzen 60, 62 aufgrund der Kraftausübung
auf diese durch die Druckwalzen 64, 66 ist irgendein Mechanismus
notwendig, um die Schaffung eines gleichmäßigen Spaltdruckes an den
Walzenspalten 100, 102, 104, 106 zu unterstützen. Dementsprechend
können die Druckwalzen 64, 66 Hydraulikdruck und eine Reihe von Kolben
innerhalb des Walzenmantels der Walzen 64, 66 dazu verwenden, um
den Walzenmantel der Walzen 64, 66 in den Walzenmantel der Hauptwalzen
60, 62 zu pressen, um einen gleichmäßigen Druck an den zugehörigen
Spalten bereitzustellen. Alternativ könnte eine ballige bzw. eine Durchbiegungsausgleichsdruckwalze
verwendet werden.The
Nach Fig. 3 umfassen der erste und der zweite Seitenrahmen 32, 33 jeweils
eine erste bzw. eine zweite Abdichtungsplatte 108, 110, die an eine
Innenseite von diesen montiert sind. Die erste und die zweite Abdichtungsplatte
108, 110 werden durch die Seitenrahmen 32, 33 dazu gezwungen,
mit einem Teil der ersten kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74
bzw. einem Teil der zweiten kreisförmigen Enden 76, 78, 80, 82 der Walzen
60, 62, 64, 66 des Presswalzenaufbaus 16 in Eingriff zu treten, um
eine Kammer 112 zu definieren und somit eine Endabdichtung der Kammer
112 zu bewirken. Wahlweise ist zumindest eine Spannstange 113
zwischen eine erste Abdichtungsplatte 108 und eine zweite Abdichtungsplatte
110 in der Kammer 112 geschaltet. Bei manchen Ausführungsformen
sind die erste und die zweite Abdichtungsplatte 108, 110 flexibel und
derart aufgebaut und ausgebildet, dass sie sich jeweils im wesentlichen an
die Form der ersten kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74 bzw. zweiten
kreisförmigen Enden 76, 78, 80, 82 der Walzen 60, 62, 64, 66 anpassen.
Um die Abdichtung der Kammer 112 weiter zu unterstützen, sind Dichtungen
jeweils zwischen der ersten bzw. zweiten Abdichtungsplatte 108,
110 sowie den ersten bzw. zweiten kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74
bzw. 76, 78, 80, 82 angeordnet. Derartige Dichtungen können mechanische
Dichtungen und Fluiddichtungen umfassen.3, the first and second side frames 32, 33 each include
a first and a
Die Hauptwalzen 60, 62 sind an den Seitenrahmen 32, 33 unter Verwendung
herkömmlicher Lagerbefestigungsaufbauten, wie jene, die Wälzlager
oder Buchsen enthalten, fest drehbar montiert. In diesem Zusammenhang
bedeutet fest drehbar montiert, dass die Lage der Achsen 92, 94 der Walzen
60, 62 bezüglich des Hauptrahmens 22 und der Seitenrahmen 32, 33
im Anschluss an den Einbau nicht verschoben wird, aber eine Drehung
um die Achsen 92, 94 herum gestattet wird.The
Vorzugsweise umfasst die Hauptwalze 60, die über die Membran 20 in
Fluidverbindung mit der Kammer 112 steht, zumindest einen Leerraum in
Form einer Nut, eines Loches und einer Pore, der in ihrer mittleren Umfangsfläche
ausgebildet ist, um eine Druckdifferenz über die Membran 20
und irgendein dazwischenliegendes Material, wie die kontinuierliche Bahn
140, hinweg zu erleichtern. Die Hauptwalze 62, die nicht in Fluidverbindung
mit der Kammer 112 über die Membran 20 steht, umfasst vorzugsweise
keinen derartigen Leerraum in ihrer mittleren Umfangsfläche. Jede
Walze kann eine elastische Beschichtung, wie beispielsweise Gummi, über
die Gesamtheit oder einen Teil ihrer Walzenoberfläche umfassen, um die
Abdichtung der Kammer 112 an den Walzenspalten 100, 102, 104, 106 zu
unterstützen.Preferably, the
Die Druckwalzen 64, 66 sind jeweils drehbar an Lagergehäusen 50, 52
montiert. Jedoch sind die Drehachsen 96, 98 der Walzen 64, 66 in Bezug
auf den Hauptrahmen 22 jeweils über Schwenkarme 28, 30 beweglich, um
eine Belastung des Presswalzenaufbaus 16 zu bewirken. Da der Umfang
und der entsprechende Durchmesser jeder Druckwalze 64, 66 vorzugsweise
kleiner als der Umfang und der entsprechende Durchmesser jeder
Hauptwalze 60, 62 ist, sind die an den Druckwalzen 64, 66 erzeugten
Kräfte reduziert, wodurch kleinere Strukturen die Kräfte innerhalb der
Kammer 112 halten können.The
Beispielsweise erfordern die Druckwalzen 64, 66, die relativ kleiner sind,
eine geringere Betätigungskraft, als dies eine relativ größere Gegendruckwalze
tun würde. Wenn die Durchmesser der Druckwalzen 64, 66 ein
Drittel der Durchmesser der Hauptwalzen 60, 62 betragen, können die auf
die Druckwalzen 64, 66 ausgeübten Kräfte im Vergleich mit den Kräften
auf die Hauptwalzen 60, 62 um 40 Prozent reduziert werden.For example, the
Je enger der Abstand zwischen den Hauptwalzen 60 und 62 ist, und je
größer die Durchmesserdifferenz zwischen den Hauptwalzen 60, 62 und
Druckwalzen 64, 66 ist, desto größer ist im allgemeinen die Differenz der
Kräfte, die durch die Hauptwalzen 60, 62 und die Druckwalzen 64, 66 auf
den Rahmen 12 ausgeübt wird. Diese Anordnung lässt es zu, dass die
Trägerstruktur, z.B. der Rahmen 12, für den Presswalzenaufbau 16 einfacher
wird. Da beispielsweise der größte Teil der Kraft durch die relativ
größeren Hauptwalzen 60, 62 ausgeübt wird, sind die Hauptwalzen 60, 62
auf Lagern montiert, die fest an den Seitenrahmen 32, 33 angebracht
sind, die wiederum fest an dem Hauptrahmen 22 angebracht sind. Indem
dies Hauptwalzen 60 und 62 strukturell miteinander verbunden und ihre
relativen Positionen fixiert sind, werden die Hauptkräfte innerhalb der
Pressanordnung 10 innerhalb einer relativ einfachen mechanischen
Struktur gehalten.The closer the distance between the
Um die Membran 20 unter einer geeigneten Betriebsspannung zu halten,
ist der Spannaufbau 18 an dem Hauptrahmen 22 montiert. Der Spannaufbau
18 umfasst einen Spannzylinder 114 und eine Spannwalze 116.
Die Spannwalze 116 ist drehbar an den Spannzylinder 114 gekoppelt, der
die Spannwalze 116 in einer Richtung quer zur Drehachse der Spannwalze
116 bewegt.In order to keep the
Wie es in Fig. 1 in Relation zu Fig. 2 gezeigt ist, bewegt sich die Membran
20 in der Richtung des Pfeils 118 und wird über einen Teil der Umfangsfläche
88 der Druckwalze 64 geleitet, läuft in einen Einlasswalzenspalt
100 hinein, läuft über einen Teil der Umfangsfläche 84 der Hauptwalze 60
innerhalb der Kammer 112 hinweg, läuft aus dem Auslasswalzenspalt 102
heraus, läuft über einen Teil der Umfangsfläche 90 der Druckwalze 66
hinweg und läuft um ungefähr die Hälfte der Umfangsfläche der Spannwalze
116 herum. Die Membran 20 ist vorzugsweise ein kontinuierliches
Band, das aus einem semipermeablen Material hergestellt ist, das derart
strukturiert und ausgebildet ist, dass es eine vorbestimmte Permeabilität
aufweist, die eine vorbestimmte Fluidströmung durch dieses hindurch
gestattet. Ebenso bevorzugt ist die semipermeable Membran 20 bis zu
einem begrenzten Grad sowohl gaspermeabel als auch flüssigkeitspermeabel.
Außerdem ist die Membran 20 derart strukturiert und ausgebildet,
dass sie die Abdichtung der Kammer 112 am Einlassspalt 100 und am
Auslassspalt 102 unterstützt. In der Kammer 112, nachdem diese unter
Druck gesetzt worden ist, dient der kombinierte Effekt des Einlassspalts
100, der Membran 20, die in Umfangsrichtung um die Hauptwalze 60
herum läuft, und des Auslassspalts 102 dazu, einen einzigen ausgedehnten
Spalt 115 zur Aufbringung einer mechanischen Druckkraft in Richtung
der Hauptwalze 60 und irgendeines dazwischenliegenden Materials,
das zwischen der Membran 20 und der Hauptwalze 60 angeordnet ist, zu
bilden. Somit steht die Membran 20 mit der unter Druck gesetzten Kammer
112 und der Hauptwalze 60 in Verbindung, um gleichzeitig eine
vorbestimmte Fluidströmung durch das dazwischenliegende Material
hindurch sowie eine mechanische Druckkraft auf dieses zu bewirken.As shown in FIG. 1 in relation to FIG. 2, the membrane moves
20 in the direction of
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Membran 20 ungefähr
2,54 mm (0,1 Zoll) oder weniger dick und umfasst ein Formgewebe, das
semipermeabel hergestellt ist, indem mehrere miteinander in Verbindung
stehende Poren 117 (die durch Punkte in Fig. 6 gezeigt sind) in dem Formgewebe
gebildet sind, die eine Größe, Form, Häufigkeit und/oder Muster
aufweisen, das so gewählt ist, dass die gewünschte Permeabilität bereitgestellt
wird. Die Permeabilität ist so gewählt, dass sie größer als Null und
kleiner als ungefähr 0,025 m/s (fünf CFM pro Quadratfuß) ist, wie durch
das TAPPI-Testverfahren TIP 0404-20 gemessen, und ist besonders bevorzugt
so gewählt, dass sie größer als Null und kleiner als ungefähr
0,010 m/s (zwei CFM pro Quadratfuß) ist. Daher ist die semipermeable
Membran 20 bis zu einem begrenzten Grad sowohl gaspermeabel als auch
flüssigkeitspermeabel. In preferred embodiments,
Die Membran 20 wird semipermeabel hergestellt, indem von einem Trägergewebe
ausgegangen wird, das sehr permeabel ist, und dann mehrere
miteinander in Verbindung stehende Poren 117 in dem Trägergewebe
gebildet werden. Auf das Trägergewebe ist eine Wattierung aufgebracht,
die aus einer Mischung von über Wärme schmelzbaren und nicht über
Wärme schmelzbaren Fasern hergestellt ist. Die Wattierung aus der Fasermischung
ist in das Trägergewebe eingenäht. Auf das genähte Trägergewebe
wird Wärme aufgebracht, um die über Wärme schmelzbaren Fasern
zu schmelzen, die wiederum Leerräume in der Form von miteinander
in Verbindung stehenden Poren ähnlich denjenigen eines Schaumschwammes,
zurücklassen.The
Die Membran 20 umfasst vorzugsweise zwei verjüngte, undurchlässige,
sich in Längsrichtung erstreckende Außenränder 20A, 20B, die neben
dem semipermeablen Abschnitt der Membran 20 mit den miteinander in
Verbindung stehenden Poren 117 gebildet sind. Die Außenränder 20A,
20B können undurchlässig hergestellt werden, indem über Wärme
schmelzbare Fasern an den Außenrändern der Membran 20 bei Abwesenheit
von nicht über Wärme schmelzbaren Fasern geschmolzen werden.The
Die Fasermischung kann in das Trägergewebe eingenäht werden, um eine
Strömungswiderstandsschicht in der Nähe der Oberfläche der Membran
20 zu bilden, die am nächsten bei der Kammer 112 angeordnet sein wird.
Daher wird im Betrieb, wenn sie Kammerdruck ausgesetzt ist, der Druckabfall
über die Membran 20 hinweg nahe auf der kammerseitigen Oberfläche
der Membran 20 auftreten, wodurch bewirkt wird, dass die Membran
20 eine minimale Menge Kammerluft mitreißt. Da die Membran ihr mitgerissenes,
unter Druck gesetztes Fluid freigeben wird, wenn sie aus der
Kammer herausläuft, ist es erwünscht, das mitgerissene Fluidvolumen so
klein wie möglich einzurichten, um eine Verschwendung von unter Druck
gesetztem Kammerfluid zu vermeiden. Deshalb ist es bevorzugt, die Strömungswiderstandsschicht
nahe an die kammerseitige Oberfläche der
Membran zu setzen, und es ist bevorzugt, das Gewebe so dünn wie möglich,
vorzugsweise weniger als 2,54 mm (0,1 Zoll) herzustellen. Zusätzlich
ist es bevorzugt, den Prozentsatz des Membranleerraums so gering wie
möglich, vorzugsweise weniger als 40 Prozent, herzustellen. Die kammerseitige
Oberfläche ist vorzugsweise auch abriebbeständig. Der Rest des
Gewebes, der nicht die Fasermischung umfasst, kann als Fluidverteilungsschicht
wirken, die eine Fluidströmung aus der Widerstandsschicht
aufnimmt und die Fluidströmung über die darunterliegende kontinuierliche
Bahn 140 verteilt.The fiber mixture can be sewn into the carrier fabric to create a
Flow resistance layer near the surface of the
Alternativ werden die miteinander in Verbindung stehenden Poren 117 der
Membran 20 gebildet, indem Beschichtungslagen auf das Trägergewebe
aufgebracht werden, bis die gewünschte Permeabilität erreicht ist. Die
Permeabilität wird eingestellt, indem irgendein Parameter verändert wird
von: die Beschichtungsart, das Mitreißen von Luft in den Träger hinein,
um einen Schaum zu bilden, und das Einstellen des Feststoffgehaltes der
Beschichtung. Der Beschichtungsprozess wird gestoppt, wenn das gewünschte
Strömungswiderstandsniveau der Membran 20 erreicht ist.Alternatively, the
Die Steuereinheit 21 umfasst einen Controller 120, eine Druckluftquelle
122, eine Fluidquelle 124, eine Differenzdruckquelle 125 und einen Sensoraufbau
126.The
Der Controller 120 umfasst vorzugsweise einen Mikroprozessor und einen
Speicher zum Speichern und Ausführen eines Steuerprogramms, und
umfasst eine I/O-Einrichtung zur Herstellung der Eingabe/Ausgabe-Kommunikation
und der Datenübertragung mit externen Geräten. Der
Controller 120 kann beispielsweise ein industrieller programmierbarer
Controller von einer Art sein, die in der Technik allgemein bekannt ist.
Die Druckluftquelle 122 umfasst mehrere einzeln steuerbare Ausgänge.
Die Druckluftquelle 122 ist mit dem Belastungszylinder 14 über eine
Leitung 128 fluidgekoppelt. Die Druckluftquelle 122 ist auch mit dem
Spannzylinder 114 über Leitung 130 fluidgekoppelt. Während das bevorzugte
Arbeitsfluid, um die Zylinder 14, 114 zu betreiben, komprimierte
Luft ist, werden Fachleute feststellen, dass das Druckluftsystem gegen
eine andere Fluidquelle ausgetauscht werden könnte, die ein anderes Gas
oder ein flüssiges Arbeitsfluid verwendet.The
Die Fluidquelle 124 ist mit der Kammer 112 über Leitung 132 fluidgekoppelt.
Die Art des Fluids ist durch den Benutzer abhängig von der Art des
Materials, das die Pressanordnung 10 verarbeitet, wählbar. Beispielsweise
kann es bei manchen Anwendungen erwünscht sein, komprimierte Trockenluft
zu verwenden, um die Kammer 112 auf einen vordefinierten
Druck unter Druck zu setzen, der bei bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung ein Druck ist, der größer als 30 psi über dem Druck des Differenzdruckes
der Differenzdruckquelle 125 ist. Bei anderen Anwendungen
kann es erwünscht sein, ein unter Druck gesetztes Gas, wie ein erwärmtes
Gas, oder eine Flüssigkeit, wie Wasser, oder eine Flüssigkeitslösung zu
verwenden.
Bei der Ausführungsform von Fig. 1 strömt Fluid in die Kammer 112 über
die Leitung 132 hinein und strömt aus der Kammer 112 über die Leerräume,
zum Beispiel Nuten, Löcher oder Poren, die in der mittleren Umfangsfläche
84 der Hauptwalze 60 gebildet sind, heraus. Die Leerräume in
der Hauptwalze 60 stehen mit der Differenzdruckquelle 125 über eine
Leitung 133 in Verbindung. Die Differenzdruckquelle 125 kann beispielsweise
eine Unterdruckquelle, eine Druckquelle, die bei einem Druck arbeitet,
der niedriger als der Druck in der Kammer 112 ist, oder einfach eine
Entlüftung zur Atmosphäre sein, die über Leitung 133 an das Innere der
Walze 60 gekoppelt ist, um eine Evakuierung der Leerräume zu bewirken.In the embodiment of FIG. 1, fluid flows into
Alternativ ist keine Entlüftung über Leitung 133 notwendig, wenn die
Hauptwalze 60 mit Nuten versehene Leerräume umfasst und die Nuten
mit Atmosphärendruck in Verbindung stehen. Ähnlich kann eine Entlüftung
über Leitung 133 beseitigt werden, wenn die Walzenleerräume, wie
Sacklöcher, groß genug sind, und wenn sie in den Spalt bei einem Druck
eintreten, der niedriger als der Kammerdruck ist. In diesem Fall werden
die Leerräume wie eine Differenzdruckquelle wirken, bis die Leerräume
den Kammerdruck erreichen. Die Leerraumgröße kann derart gewählt
werden, dass die Wirksamkeit des Entwässerungsprozesses gesteuert
wird.Alternatively, no ventilation via line 133 is necessary if the
Die unter Druck gesetzte Kammer 112 umfasst eine ihr eigene Druckentlastung,
indem ein übermäßiger Druckaufbau in der Kammer 112 dazu
führen wird, dass sich eine oder mehrere Walzen 60, 62, 64, 66 öffnen,
um den Druck abzulassen, statt dass ein katastrophales Versagen auftritt.The
Der Controller 120 ist elektrisch mit der Druckluftquelle 122 über ein
Elektrokabel 134 verbunden, um den Fluidausgang von dieser selektiv zu
steuern und somit den Betrieb des Belastungszylinders 14 unabhängig zu
steuern und eine Last auf den Presswalzenaufbau 16 zu schaffen, und
den Betrieb des Spannzylinders 114 unabhängig zu steuern und somit
eine vorbestimmte Spannung auf der semipermeablen Membran 20 zu
schaffen. The
Der Controller 120 ist elektrisch mit der Fluidquelle 124 über ein Elektrokabel
136 verbunden. Der Controller 120 ist ferner elektrisch mit dem
Sensoraufbau 126 über ein Elektrokabel 138 verbunden. Der Sensoraufbau
126 umfasst einen oder mehrere Sensormechanismen, um elektrische
Rückkopplungssignale an den Controller 120 zu liefern, die einen oder
irgendeine Kombination von einem Druck, einer Temperatur oder einem
anderen Umgebungsfaktor innerhalb der Kammer 112 darstellen. Der
Controller 120 verarbeitet die Rückkopplungssignale, um Ausgangssignale
zu erzeugen, die der Fluidquelle 124 zugeführt werden, um selektiv die
Fluidausgabe von dieser zu steuern.
Im Betrieb verarbeitet der Controller 120 von dem Sensoraufbau 126
empfangene Rückkopplungssignale, um einen Druck der unter Druck
gesetzten Kammer 112 vorzugsweise auf einen Druck zu steuern, der
größer als 30 psi über dem Druck der Differenzdruckquelle 125 liegt. Die
Walzen 60, 62, 64, 66 werden mit wenig oder keinem Schlupf zwischen
diesen gedreht, und die Membran 20 wird mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die Oberflächengeschwindigkeit der Walzen 60, 62, 64, 66 angetrieben.
Eine kontinuierliche Bahn oder Papierbahn 140 und eine Bahnträgerschicht
142 werden in den Einlasswalzenspalt 100 in der Richtung
des Pfeils 143 eingeleitet und von der Membran 20 durch den ausgedehnten
Spalt 115 hindurch zum Auslasswalzenspalt 102 geführt. Die Membran
20 ist innerhalb des Walzenaufbaus 16 angeordnet, so dass sie neben
einer ersten Seite 144 der kontinuierlichen Bahn 140 liegt, um deren
direkte Verbindung mit der unter Druck stehenden Kammer 112 wirksam
zu trennen. Mit anderen Worten kann das Fluid in der Kammer 112 nicht
auf die kontinuierliche Bahn 140 außer durch die Membran 20 hindurch
wirken. In operation,
Die Bahnträgerschicht 142 ist derart angeordnet, dass sie mit der zylindrischen
Mittelfläche 84 der Hauptwalze 60 in Kontakt steht, und dass sie
mit einer zweiten Seite 146 der kontinuierlichen Bahn 140 in Kontakt
steht.The
Die Membran 20 ist derart strukturiert und ausgebildet, dass sie eine
Permeabilität aufweist, die eine vorbestimmte Fluidströmung durch diese
hindurch zu der kontinuierlichen Bahn 140 gestattet, und steht mit der
unter Druck gesetzten Kammer 112 und zumindest einem Leerraum der
Hauptwalze 60 in Verbindung, um eine Druckdifferenz über die Membran
20 und die kontinuierliche Bahn 140 hinweg zu erzeugen. Dieser Druckabfall
führt dazu, dass eine mechanische Druckkraft auf die kontinuierliche
Bahn 140 aufgebracht wird, die hilft, diese zu verfestigen. Daher steht
die Membran 20 mit der unter Druck gesetzten Kammer 112 und der
Hauptwalze 60 in Verbindung, um in Kombination gleichzeitig eine vorbestimmte
Fluidströmung durch die kontinuierliche Bahn 140 hindurch
sowie eine mechanische Druckkraft auf diese zu bewirken und somit eine
verbesserte Entwässerung der kontinuierlichen Bahn 140 zu fördern.The
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn der Trockengehalt der kontinuierlichen
Bahn 140 vor dem Entwässern höher als ungefähr 6 Prozent
und niedriger als ungefähr 70 Prozent ist, und wenn das Grundgewicht
der kontinuierlichen Bahn 140 höher als ungefähr 25 g/m2 ist.The invention is particularly advantageous if the dry matter content of the
Die Bahnträgerschicht 142 weist vorzugsweise eine Dicke von ungefähr
2,54 mm (0,1 Zoll) oder weniger auf und kann ein Filz sein oder alternativ
einen Filz umfassen, der neben einer hydrophoben Schicht angeordnet ist,
wobei die hydrophobe Schicht neben der zweiten Seite 146 der kontinuierlichen
Bahn 140 angeordnet ist. Die Bahnträgerschicht 142 umfasst
vorzugsweise eine Filzschicht 142A, die integral mit einer hydrophoben
Schicht 142B ausgebildet ist, wobei die hydrophobe Schicht 142B Wasser
über Kapillarwirkung von der kontinuierlichen Bahn 140 weg transportiert,
damit es von der Filzschicht 142A aufgenommen wird (siehe Fig. 6).
Die hydrophobe Schicht 142B stellt eine Wirkung eines Nachbefeuchtungsschutzes
bereit, wodurch verhindert wird, dass Wasser zurück in die
kontinuierliche Bahn 140 strömt.The
Die relativen Größen des auf die kontinuierliche Bahn 140 aufgebrachten
mechanischen Drucks werden durch Faktoren bewirkt, wie beispielsweise
der Kammerdruck in der Kammer 112, die Permeabilität der semipermeablen
Membran 20 und die Permeabilität der kontinuierlichen Bahn 140.
Die Fluidströmung, vorzugsweise Luft, durch die kontinuierliche Bahn
140 hindurch wird durch Faktoren beeinflusst, wie beispielsweise der
Kammerdruck in der Kammer 112, die Permeabilität der semipermeablen
Membran 20 und die Größe (z.B. Länge) der Kammer 112. Der dynamische
Fluiddruck in der unter Druck gesetzten Kammer 112 wird auf der
Grundlage der Überwachung des Kammerdrucks durch den Sensoraufbau
126 gesteuert. Der Sensoraufbau 126 erfasst einen Druck innerhalb der
Kammer 112 und liefert ein Druckrückkopplungssignal an den Controller
120. Der Controller 120 verarbeitet das Druckrückkopplungssignal, um
ein Druckausgangssignal zu erzeugen, das der Fluidquelle 124 zugeführt
wird, um selektiv deren Fluidausgabe zu steuern und somit einen Druck
der unter Druck gesetzten Kammer 112 auf einem vorbestimmten Druck,
vorzugsweise einen Druck, der größer als 30 psi über den Druck der
Differenzdruckquelle 125 liegt, zu steuern. Wenn eine Temperatur in
Relation zu einem Druck innerhalb der unter Druck gesetzten Kammer
112 von Belang ist, kann der Sensoraufbau 126 derart angepasst werden,
dass er eine Temperatur innerhalb der Kammer 112 erfasst und ein Temperaturrückkopplungssignal
liefert. Der Controller 120 verarbeitet das
Temperaturrückkopplungssignal zusammen mit dem Druckrückkopplungssignal,
um Ausgangssignale zu erzeugen, die der Fluidquelle 124
zugeführt werden, um den Druck und die Temperatur in der unter Druck
gesetzten Kammer 112 zu regeln.The relative sizes of the applied to the
Der Controller 120 steuert auch die Belastung der Hauptwalzen 60, 62
durch die Druckwalzen 64, 66, indem eine Druckgröße gesteuert wird, die
der Belastungszylinder 14 auf die oberen und unteren Schwenkarme 28,
30 aufbringt. Die Belastungsgröße der Hauptwalzen 60, 62 steht vorzugsweise
mit einem Druck in der unter Druck gesetzten Kammer 112 in
Beziehung, die von einem Drucksensor des Sensoraufbaus 126 überwacht
wird. Die Belastung kann eine Vorbelastung zusätzlich zu einer Belastung
umfassen, die proportional zum Druck in der Kammer 112 ist.The
Natürlich sind Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsform
möglich. Beispielsweise und nach Fig. 4 kann, um die Endabdichtung der
Kammer 112 aufrechtzuerhalten und Verschleiß zwischen den Abdichtungsplatten
108, 110 und den Walzen 60, 62, 64 und 66 zu verhindern,
ein Schmier- und Abdichtungsfluid, wie Luft oder Wasser, oder irgendein
viskoses Fluid in mehrere Dichtungsöffnungen 148 über einen Leitungsring
150 hineingedrückt werden, der mit einer Fluidquelle 152 über eine
Leitung 153 gekoppelt ist. Die Druckfluidquelle 152 ist elektrisch mit dem
Controller 120 über ein Elektrokabel 155 gekoppelt und wird dadurch
gesteuert. Die Dichtungsöffnungen 148 in den Abdichtungsplatten 108,
110 sind derart angeordnet, dass sie den Enden der Walzen 60, 62, 64, 66
zugewandt sind, um unter Druck gesetztes Schmier- und Abdichtungsfluid
zwischen den Abdichtungsplatten 108, 110 und Teilen der jeweiligen
kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74 und 76, 78, 80, 82 weiterzuleiten.
Aufgrund der Injektion des Schmier- und Abdichtungsfluids schwimmen
die Abdichtungsplatten 108, 110 über den kreisförmigen Enden 68, 70,
72, 74 und 76, 78, 80, 82 in kleinen steuerbaren Distanzen mit wenig
oder ohne physikalischem Kontakt zwischen den Abdichtungsplatten 108,
110 und den kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74 und 76, 78, 80, 82 der
Walzen 60, 62, 64, 66. Obwohl es eine Leckage um eine derartige Dichtungsanordnung
herum gibt, ist die Größe der Leckage durch die sorgfältige
Auswahl von Abstandstoleranzen und dem Schmier- und Abdichtungsfluid
so steuerbar, dass sie klein ist.Of course, there are changes to the embodiment described above
possible. For example, and according to Fig. 4, the end seal of the
Zusätzlich ist beabsichtigt, dass die Hauptwalze 62 auch eine Entlüftung
zu einer Differenzdruckquelle umfasst und dass die kontinuierliche Bahn
140 zusammen mit der Membran 20 derart geführt ist, dass sie durch alle
vier Spalten hindurch läuft, wie beispielsweise in Spalt 106 hinein, aus
Spalt 104 heraus, in Spalt 100 hinein und aus Spalt 102 heraus, um die
Verweilzeit zu erhöhen, über die die Membran 20 mit der kontinuierlichen
Bahn 140 in Wechselwirkung steht.In addition, the
Fig. 5 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der die Endabdichtung
der Kammer 112 verbessert ist, indem Fluidöffnungen 154 in Abdichtungsplatten
108, 110 derart angeordnet sind, dass sie nahe bei den
Enden der Walzen 60, 62, 64, 66 jedoch diesen nicht zugewandt angeordnet
sind. Ein Leitungsring 156 ist mit den Öffnungen 154 gekoppelt und
ist mit der Fluidquelle 152 über Leitung 158 gekoppelt, um ein Schmierund
Abdichtungsfluid, wie Luft oder Wasser, oder irgendein anderes
viskoses Fluid durch die Öffnungen 154 hindurch in die Kammer 112
hinein zuzuführen. Die Fluidquelle 152 ist elektrisch mit dem Controller
120 über Elektrokabel 155 gekoppelt und wird dadurch gesteuert. Der
Druck in der Kammer 112 drückt das hinzugefügte Fluid zwischen die
kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74 bzw. 76, 78, 80, 82 der Walzen 60, 62,
64, 66 bzw. den Abdichtungsplatten 108, 110, wodurch zugelassen wird,
dass die Abdichtungsplatten 108, 110 über den kreisförmigen Enden
schwimmen. Bei dieser Ausführungsform wird die Leckage gesteuert,
indem der Abstand zwischen den kreisförmigen Enden 68, 70, 72, 74 bzw.
76, 78, 80, 82 der Walzen 60, 62, 64, 66 bzw. Abdichtungsplatten 108,
110 derart gesteuert wird, dass in keinem Bereich eine übermäßige Leckage
auftritt, und dass übermäßiger Verschleiß zwischen den Abdichtungsplatten
108, 110 und Walzen 60, 62, 64, 66 verhindert wird.Fig. 5 shows a further variant of the invention, in which the
Fig. 6 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der eine Hauptwalze
160, die das gezeigte Profil aufweist, die Hauptwalze 60 ersetzen würde.
Die Hauptwalze 160 umfasst ein erstes kreisförmiges Ende 162, ein zweites
kreisförmiges Ende 164, eine erste zylindrische Endfläche 166 und
eine zweite zylindrische Endfläche 168, eine erste geneigte Ringfläche 170,
eine zweite geneigte Ringfläche 172 und eine zylindrische Mittelfläche 174.
Die erste zylindrische Endfläche 166 ist neben dem ersten kreisförmigen
Ende 162 angeordnet, und die zweite zylindrische Endfläche 168 ist neben
dem zweiten kreisförmigen Ende 164 angeordnet. Die zylindrische Mittelfläche
174 weist einen Umfang auf, der kleiner als der Umfang der ersten
und der zweiten zylindrischen Endfläche 166, 168 ist. Die erste geneigte
Ringfläche 170 stellt einen Übergang von der zylindrischen Mittelfläche
174 zur ersten zylindrischen Endfläche 166 bereit, und die zweite geneigte
Ringfläche 172 stellt einen Übergang von der zylindrischen Mittelfläche
174 zur zweiten zylindrischen Endfläche 168 bereit.Fig. 6 shows a further variant of the invention, in which a
Die Breite der zylindrischen Mittelfläche 174 ist derart gewählt, dass sie
annähernd gleich der Breite der Membran 20 ist. Die erste und die zweite
geneigte Ringfläche 170, 172 definieren eine Führungsstrecke für die
Membran 20, die kontinuierliche Bahn 140 und die Bahnträgerschicht
142. Eine jede der Membran 20 und der Bahnträgerschicht 142 umfasst
vorzugsweise zwei verjüngte Außenränder, die die erste und die zweite
geneigte Ringfläche 170, 172 berühren. Insbesondere bevorzugt umfasst
die permeable Membran 20 zwei verjüngte, undurchlässige, sich in Längsrichtung
erstreckende Außenränder 20A, 20B, die neben einem semipermeablen
Teil 20C gebildet sind, um die Abdichtung entlang der geneigten
Ringflächen 170, 172 zu verbessern. Ebenso bevorzugt umfasst die Bahnträgerschicht
142 eine Filzschicht 142A und eine hydrophobe Schicht
142B. Wahlweise kann die Bahnträgerschicht 142 zwei undurchlässige,
sich in Längsrichtung erstreckende Außenränder umfassen, die die erste
und die zweite geneigte Ringfläche 170, 172 berühren.The width of the cylindrical
Fig. 7 veranschaulicht schematisch eine weitere Variante der Erfindung,
bei der eine Pressanordnung 200 einen Walzenaufbau 201 mit mehreren
Walzen 202, 204, 206, 208 umfasst, die in einem viereckigen Muster zur
zusammenwirkenden Rotation bei der Verarbeitung einer ersten kontinuierlichen
Bahn 209, wie beispielsweise einer Papierbahn, die auf einer
Bahnträgerschicht 210 mitgenommen wird, und einer zweiten kontinuierlichen
Bahn 212, wie beispielsweise einer Papierbahn, die auf einer Bahnträgerschicht
214 mitgenommen wird, angeordnet ist. Die Bahnträgerschichten
210, 214 können beispielsweise Filzschichten sein.7 schematically illustrates a further variant of the invention,
in which a
Jede der Vielzahl von Walzen 202, 204, 206, 208 ist von dem oben zuvor
als Hauptwalzen 60, 62 und/oder 160 und Druckwalzen 64, 66 beschriebenen
Art und wird daher nicht wieder im Detail beschrieben. Es ist auch
zu verstehen, dass Abdichtungsplatten von der gleichen allgemeinen Art,
wie sie oben in Bezug auf die Abdichtungsplatten 108 und 110 beschrieben
wurden auf die oben in Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschriebene Weise
verwendet werden würden, um eine Kammer 216 zu definieren. Die Steuer-
und Druckquellenanschlüsse für die Kammer 216 und die zugehörige
Arbeitsweise sind derart, wie es oben in Bezug auf die Fig. 1-4 beschrieben
wurde, was daher hier nicht mehr wiederholt wird. Each of the plurality of
Zu Zwecken dieser Diskussion werden die Walzen 202 und 204 als Hauptwalzen
bezeichnet, und die Walzen 206, 208 werden als Druckwalzen
bezeichnet, obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform die Walzen 202,
204, 206, 208 annähernd die gleiche Größe aufweisen. Die Hauptwalzen
202, 204 und die Druckwalzen 206, 208 sind so angeordnet, dass sie
mehrere Walzenspalten 220, 222, 224, 226 definieren, von denen auf der
Grundlage der Drehung der Hauptwalze 202 in der durch den Pfeil 230
gezeigten Richtung die Walzenspalten 220, 224 Einlasswalzenspalten der
Pressanordnung 200 bilden und die Walzenspalten 222, 226 Auslasswalzenspalten
bilden.For purposes of this discussion,
Die erste kontinuierliche Bahn 209 und die erste Bahnträgerschicht 210
treten in den Einlassspalt 220 ein und werden durch die Kammer 216
hindurch um den Umfang der Hauptwalze 202 herum verarbeitet. Die
zweite kontinuierliche Bahn 212 und die zweite Bahnträgerschicht 214
treten in den Einlassspalt 224 ein und werden durch die Kammer 216
hindurch um die Umfangsfläche der Hauptwalze 204 herum verarbeitet.
Die erste Bahnträgerschicht 210, die kontinuierliche Bahn 209, die kontinuierliche
Bahn 212 und die zweite Bahnträgerschicht 214 werden durch
den Auslassspalt 222 hindurch verarbeitet, um eine laminierte Bahn 228
zu bilden, die aus den kontinuierlichen Bahnen 209, 212 besteht. Während
der Verarbeitung bleibt die zweite kontinuierliche Bahn 212 aufgrund
der Oberflächenspannung oder aufgrund der Entlüftung in der
Hauptwalze 202 durch Löcher, Nuten oder Poren, die in der zylindrischen
Fläche der Hauptwalze 202 gebildet sind, in Kontakt mit der ersten kontinuierlichen
Bahn 209. Es ist beabsichtigt, dass die zweite kontinuierliche
Bahn 212 und die zweite Bahnträgerschicht 214 durch eine auf die kontinuierliche
Bahn 209 aufgebrachte Beschichtungslage ersetzt werden
könnten. The first
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, bei der eine Pressanordnung 300 einen Walzenaufbau 301
mit mehreren Walzen 302, 304, 306, 308, 310 und 312 umfasst, die zur
zusammenwirkenden Rotation bei der Verarbeitung einer kontinuierlichen
Bahn 314, wie beispielsweise einer Papierbahn, angeordnet sind. Jede
Walze 302, 304 ist von der zuvor als Hauptwalze 60 und/oder 160 beschriebenen
Art und ist mit einer Differenzdruckquelle auf eine Weise
fluidgekoppelt, die oben beschrieben ist. Die Walzen 306, 308, 310, 312
sind von der oben in Bezug auf nicht entlüftete Haupt- und Druckwalzen,
wie beispielsweise die Hauptwalze 62 und die Druckwalze 64, beschriebenen
Art und werden daher nicht wieder im Detail beschrieben. Ebenso ist
die Abdichtungsplatte 316 von der gleichen allgemeinen Art, wie sie oben
in Bezug auf die Abdichtungsplatten 108 und 110 beschrieben ist, und
kann auf die oben in Bezug auf die Fig. 4 und 5 beschriebene Weise verwendet
werden.8 is a schematic illustration of another embodiment
of the invention, in which a
Zu Zwecken dieser Diskussion werden die Walzen 302 und 304 als Hauptwalzen
bezeichnet, und die Walzen 306, 308, 310 und 312 werden als
Drückwalzen bezeichnet, aufgrund ihrer jeweiligen Hauptfunktion innerhalb
einer gegebenen Kammer in Bezug auf die kontinuierliche Bahn 314.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Walzen 302, 304, 306,
308, 310 und 312 annähernd die gleiche Größe auf. Die Hauptwalzen
302, 304 und Druckwalzen 306, 308, 310, 312 sind derart angeordnet,
dass sie mehrere Walzenspalten 320, 322, 324, 326, 328, 330, 332 definieren,
auf deren Grundlage eine Rotation der Hauptwalze 302 in der
durch den Pfeil 334 gezeigten Richtung die Walzenspalten 320, 326, 330
Einlasswalzenspalten der Pressanordnung 300 bilden, die Walzenspalten
322, 328, 332 Auslasswalzenspalten bilden und der Walzenspalt 324 ein
Kammerteilungsspalt ist. Die Orientierung und/oder Größe der Walzen
302, 304, 306, 308, 310 und 312 kann derart modifiziert werden, dass die
Walzenspalten an den gewünschten Orten angeordnet sind und die Effizienz
der Verarbeitung optimiert ist.For the purposes of this discussion,
Die Abdichtungsplatten 316 definieren zusammen mit den Walzen 302,
304, 306, 308, 310 und 312 eine erste Kammer 336 und eine zweite
Kammer 338, wobei jeder Kammer mindestens ein Einlassspalt und mindestens
ein Auslassspalt zugeordnet ist.The sealing
Eine erste Druckquelle 340 ist mit einer Kammer 336 über eine Leitung
342 fluidgekoppelt, und eine zweite Druckquelle 344 ist mit einer Kammer
338 über eine Leitung 346 fluidgekoppelt. Die Leitungen 342 und 346
erstrecken sich jeweils von der Abdichtungsplatte 316 in die Kammern
336 bzw. 338 hinein, um eine Fluidströmung darin zu verteilen. Der
Controller 120 ist elektrisch mit der Druckquelle 340 über ein Elektrokabel
348 gekoppelt und ist elektrisch mit der Druckquelle 344 über ein
Elektrokabel 350 gekoppelt. Ein Sensoraufbau 352 ist elektrisch mit dem
Controller 120 über ein Elektrokabel 354 verbunden. Der Sensoraufbau
352 ist derart ausgebildet, dass er den Druck und die Temperatur jeder
Kammer 336, 338 überwacht.A
Die Pressanordnung 300 umfasst ferner eine erste semipermeable Membran
360 und eine zweite semipermeable Membran 362. Die Membranen
360, 362 stehen mit den Umfangsflächen der Hauptwalzen 302, 304 in
Wechselwirkung, um einen ersten ausgedehnten Spalt 364 und einen
zweiten ausgedehnten Spalt 366 zu definieren. Der ausgedehnte Spalt 364
befindet sich in der ersten Kammer 336, und der ausgedehnte Spalt 366
befindet sich in der zweiten Kammer 338.The
Die kontinuierliche Bahn 314 umfasst eine erste Seite 370 und eine zweite
Seite 372. Während sie sich in der Kammer 336 befindet, strömt ein Fluid
durch die kontinuierliche Bahn 314 hindurch in einer ersten Richtung
von der ersten Seite 370 zur zweiten Seite 372 an dem ausgedehnten
Spalt 364. Während sie sich in der Kammer 338 befindet, strömt ein Fluid
durch die kontinuierliche Bahn 314 in einer zweiten Richtung, die entgegengesetzt
zur ersten Richtung ist, von der zweiten Seite 372 zur ersten
Seite 370 an dem ausgedehnten Spalt 364. Eine erste Membran 360 steht
mit der ersten Kammer 336 und der Hauptwalze 302 in Verbindung, um
eine mechanische Presskraft auf die kontinuierliche Bahn 314 in der
ersten Richtung, d.h., von der ersten Seite 370 zur zweiten Seite 372
aufzubringen. Eine zweite Membran 362 steht mit der zweiten Kammer
338 und der Hauptwalze 304 in Verbindung, um eine mechanische Presskraft
auf die kontinuierliche Bahn 314 in der zweiten Richtung, d.h., von
der zweiten Seite 372 zur ersten Seite 370 aufzubringen. Dadurch stehen
die Membranen 360, 362 jeweils mit den jeweiligen unter Druck gesetzten
Kammern 336, 338 und den jeweiligen Hauptwalzen 302, 304 in Verbindung,
um in Kombination gleichzeitig eine vorbestimmte Fluidströmung
sowie eine mechanische Presskraft auf die kontinuierliche Bahn 314 in
zwei Richtungen zu bewirken und somit eine verbesserte Entwässerung
der kontinuierlichen Bahn 314 zu fördern. Bei der vorliegenden Ausführungsform
umfassen die Hauptwalzen 302, 304 jeweils zumindest einen
Leerraum, wie ein Loch, eine Nut oder eine Pore, um eine Druckdifferenz
über die kontinuierliche Bahn 314 hinweg zu bewirken.The
Vorzugsweise ist eine jede der ersten semipermeablen Membran 360 und
der zweiten semipermeablen Membran 362 aus einem Formgewebe ungefähr
2,54 mm (0,1 Zoll) oder weniger dick und semipermeabel hergestellt,
indem mehrere miteinander in Verbindung stehende Poren 117 in dem
Formgewebe mit einer Größe, Form, Häufigkeit und/oder Muster gebildet
sind, das derart gewählt ist, dass die gewünschte Permeabilität geschaffen
wird, wie es vollständiger oben in Verbindung mit der Membran 20 beschrieben
ist. Die Permeabilität von einer jeden der ersten semipermeablen
Membran 360 und der zweiten semipermeablen Membran 362 ist
derart gewählt, dass sie größer als Null und kleiner als ungefähr 0,025
m/s (fünf CFM pro Quadratfuß) ist, wie durch das TAPPI-Testverfahren
TIP 0404-20 gemessen, und insbesondere größer als Null und kleiner als
ungefähr 0,01 m/s (zwei CFM pro Quadratfuß) ist.Preferably, each of the first
Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Pressanordnung 300
ferner eine erste Bahnstützschicht 361 und eine zweite Bahnstützschicht
363, die jeweils auf entgegengesetzten Seiten der kontinuierlichen Bahn
314 angeordnet sind. Nach Fig. 8 ist die erste Bahnstützschicht 361
zwischen der Membran 362 und den Walzen 302 und 312 angeordnet,
und die zweite Bahnstützschicht 363 ist zwischen der Membran 360 und
den Walzen 306 und 304 angeordnet. Alternativ kann die erste Bahnstützschicht
361 derart angeordnet sein, dass sie zwischen der kontinuierlichen
Bahn 314 und der Membran 362 liegt, und die zweite Bahnstützschicht
363 kann derart angeordnet sein, dass sie zwischen der
kontinuierlichen Bahn 314 und der Membran 360 liegt. Vorzugsweise ist
eine jede der Bahnstützschichten 361, 363 ein integrales Gewebe, das
eine Filzschicht und eine hydrophobe Schicht mit einer Gesamtdicke von
ungefähr 2,54 mm (0,1 Zoll) oder weniger aufweist, und ist derart orientiert,
dass die hydrophobe Schicht der kontinuierlichen Bahn 314 zugewandt
ist.In preferred embodiments,
Nach Fig. 8 weisen die ausgedehnten Spalten 364 und 366 im wesentlichen
die gleiche Länge auf. Jedoch können die Spaltlängen unterschiedlich
sein, was beispielsweise bewirkt werden kann, indem Hauptwalzen
mit unterschiedlichen Umfängen gewählt und/oder indem die Umfangsgröße
von irgendeiner oder mehreren der Druckwalzen verändert wird, um
effektiv die Lage von einem oder mehreren Walzenspalten 320, 324 und
328 zu verändern.8, the
Der Innendruck einer jeden der ersten Kammer 336 und der zweiten
Kammer 338 wird individuell von dem Controller 120 gesteuert und kann
auf unterschiedliche Drücke unter Druck gesetzt werden. Die Kammer
338 wird vorzugsweise auf einen größeren Druck als der Druck der Kammer
336 unter Druck gesetzt. In manchen Fällen kann es auch erwünscht
sein, die Kammer 336 mit einem ersten Material zu befüllen und die
Kammer 338 mit einem zweiten Material, das von dem ersten Material
verschieden ist, zu befüllen. Derartige Materialien können trockene Luft,
Dampf oder Gas, Wasser oder anderes Fluid umfassen.The internal pressure of each of the
Zusätzlich zur Steuerung der Drücke in den Kammern 336 ist es in manchen
Fällen erwünscht, die Temperaturen der Kammern 336, 338 auf die
gleichen oder möglicherweise verschiedenen Temperaturen zu steuern.
Fig. 8 zeigt ferner eine Temperaturregeleinheit 374, die über Leitungen
376, 378 jeweils mit jeweiligen Kammern 336, 338 fluidgekoppelt ist, um
den Kammern 336, 338 ein Heiz- oder Kühlfluid, wie beispielsweise Luft,
zuzuführen. Die Temperaturregeleinheit 374 ist elektrisch mit dem Controller
120 über ein Elektrokabel 380 gekoppelt. Der Controller 120 empfängt
Temperatursignale, die die Temperaturen der Kammern 336, 338
darstellen, von dem Sensoraufbau 352. Der Controller 120 verwendet
dann diese Temperaturen, um Temperaturausgangssignale auf der
Grundlage von vordefinierten Zieltemperaturen zu erzeugen, die der Temperaturregeleinheit
374 zugeführt werden. Die Temperaturregeleinheit 374
spricht dann auf die Temperaturausgangssignale an, um die Temperaturen
der Kammern 336, 338 zu regeln. Die Temperatur der Kammer 338
wird vorzugsweise derart gesteuert, dass sie höher als die Temperatur der
Kammer 336 ist. In addition to controlling the pressures in the
FIG. 8 also shows a
Alternativ kann die Temperaturregelung der Kammern 336, 338 bewirkt
werden, indem jeweils die Temperatur der von der ersten Druckquelle 340
und/oder der zweiten Fluidquelle 344 den jeweiligen Kammern 336, 338
zugeführten Fluide geregelt wird. In einem solchen Fall kann die Temperaturregeleinheit
374 beseitigt werden.Alternatively, the temperature control of the
Fig. 9 zeigt einen Teil der Walzenanordnung 400, die eine Hauptwalze 402
und eine Druckwalze 404 umfasst, die anstelle der zuvor beschriebenen
Hauptwalzen bzw. Druckwalzen verwendet werden können.FIG. 9 shows a part of the
Die Hauptwalze 402 umfasst eine allgemeine Struktur, die derjenigen der
in Fig. 6 gezeigten Hauptwalze 160 entspricht. Während in Fig. 9 nur ein
rechter Endabschnitt 406 der Hauptwalze 402 gezeigt ist, ist einzusehen,
dass das linke Ende der Walze 402 ein Spiegelbild des rechten Endes 406
ist und somit die gleichen Bezugszeichen, die dazu verwendet werden, das
rechte Ende 406 zu beschreiben, für das linke Ende der Hauptwalze 402
gelten werden.The
Die Hauptwalze 402 umfasst eine zylindrische Mittelfläche 408, linke und
rechte kreisförmige Enden 410, linke und rechte zylindrische Endflächen
412 und linke und rechte geneigte Ringflächen 414. Die zylindrischen
Endflächen 412 sind neben jeweiligen kreisförmigen Enden 410 angeordnet.
Die zylindrische Mittelfläche 408 weist einen Umfang auf, der kleiner
als der Umfang der zylindrischen Endflächen 412 ist. Die geneigten Ringflächen
414 stellen einen Übergang von der zylindrischen Mittelfläche 408
zu den zylindrischen Endflächen 412 bereit. Die zylindrische Mittelfläche
408 umfasst zumindest einen Leerraum, wie eine Nut, ein Loch oder eine
Pore, um eine Druckdifferenz über die Membran 20 und jedes dazwischenliegende
Material hinweg zu erleichtern. The
Der Abstand zwischen den geneigten Ringflächen 414 der Hauptwalze 402
ist derart gewählt, dass er annähernd gleich der Breite der semipermeablen
Membran 20 ist. Die geneigten Ringflächen 414 definieren eine Führungsstrecke
für die semipermeable Membran 20 und die Bahnträgerschicht
142. Vorzugsweise umfasst eine jede der semipermeablen Membran
20 und der Bahnträgerschicht 142 zwei verjüngte Außenränder, die
die geneigten Ringflächen 414 berühren. Insbesondere bevorzugt umfasst
die semipermeable Membran 20 zwei verjüngte, undurchlässige, sich in
Längsrichtung erstreckende Außenränder 20A, 20B (siehe Fig. 6), um die
Abdichtung entlang der geneigten Ringflächen 414 zu verbessern. Die
Bahnträgerschicht 142 umfasst eine Filzschicht 142A und eine hydrophobe
Schicht 142B. Die Profile der semipermeablen Membran 20 und der
Bahnträgerschicht 142 sind vorzugsweise derart bemessen, dass sie in
das Walzenprofil der Hauptwalze 402 zwischen den geneigten Ringflächen
414 passen, so dass die Membran 20 und die zylindrischen Endflächen
412 im wesentlichen die gleiche Umfangshöhe aufweisen. Im Betrieb wäre
eine kontinuierliche Bahn, wie eine Papierbahn (nicht gezeigt) zwischen
der semipermeablen Membran 20 und der Bahnträgerschicht 142 angeordnet.The distance between the inclined ring surfaces 414 of the
An den kreisförmigen Enden 410 sind austauschbare Enddichtungen 416
angebracht, die mehrere Fluidhohlräume 418 umfassen. Die Anbringung
wird durch Klebstoff oder Befestigungselemente bewirkt. Die austauschbaren
Enddichtungen 416 sind vorzugsweise aus einem elastischen Material,
wie beispielsweise Gummi, hergestellt und können ein Verstärkungsgewebe,
wie Nylon oder Stahl, umfassen.Interchangeable end seals 416 are at the circular ends 410
attached that include multiple
Die Druckwalze 404 umfasst eine im allgemeinen zylindrische Struktur,
die derjenigen der in den Fig. 1-3 gezeigten Druckwalze 64 entspricht. The
Während nur ein rechter Endabschnitt 420 der Druckwalze 404 in Fig. 9
gezeigt ist, ist einzusehen, dass das linke Ende der Druckwalze 404 ein
Spiegelbild des rechten Endes 420 ist und somit die gleichen Bezugszeichen,
die dazu verwendet werden, das rechte Ende 420 zu beschreiben,
für das linke Ende der Druckwalze 404 gelten werden.While only a
Die Druckwalze 404 umfasst eine zylindrische Mittelfläche 422 und linke
und rechte kreisförmige Enden 424. Eine Abdichtungshülse 426 mit einer
Innenfläche 428 und einer Außenfläche 430 ist über der zylindrischen
Mittelfläche 422 aufgenommen und in einer festen Beziehung mit der
Druckwalze 404 aufgrund von Reibungskräften gehalten, die zwischen der
zylindrischen Mittelfläche 422 und der Innenfläche 428 der Abdichtungshülse
426 wirken. Alternativ kann die Abdichtungshülse 426 durch Klebstoff
oder durch Befestigungselemente, die unter der Außenfläche 430 der
Abdichtungshülse 426 angeordnet und in der zylindrischen Mittelfläche
422 aufgenommen sind, an ihrer Stelle gehalten werden. Vorzugsweise ist
jedoch jede Abdichtungshülse 426 derart austauschbar, dass, wenn die
Abdichtungshülse 426 ein unannehmbares Ausmaß an Verschleiß zeigt,
die Abdichtungshülse 426 ohne die Notwendigkeit, die Druckwalze 404
wegzuwerfen, ausgetauscht werden kann. Die Abdichtungshülse 426
umfasst eine Beanspruchungsschicht 432 und mehrere Fluidhohlräume
434.The
An den kreisförmigen Enden 424 sind austauschbare Enddichtungen 436
angebracht, die mehrere Fluidhohlräume 438 umfassen. Die Anbringung
wird mittels Klebstoff oder Befestigungselementen bewirkt. Die austauschbaren
Enddichtungen 436 sind vorzugsweise aus einem elastischen
Material, wie beispielsweise Gummi, hergestellt und können ein Verstärkungsgewebe,
wie Nylon oder Stahl, umfassen. Interchangeable end seals 436 are at the circular ends 424
attached, which comprise a plurality of
Die Abdichtungshülse 426 ist vorzugsweise aus einem elastischen Material,
wie beispielsweise Gummi, hergestellt. Die Beanspruchungsschicht
432 der Abdichtungshülse 426 wird dazu verwendet, die Hoop- oder Umreifungsspannungen
und/oder Beanspruchungen der Abdichtungshülse
426 über die Maschine hinweg zu halten, und umfasst ein Verstärkungsgewebe,
wie beispielsweise Nylon oder Stahl. Die Größe, Form und Geometrie
der Fluidhohlräume 434 sind derart gewählt, dass sie insbesondere
in der Nähe der sich in Längsrichtung erstreckenden Ränder 20A, 20B der
semipermeablen Membran 20 elastisch verformbar sind. Ebenso bevorzugt
erstrecken sich die Fluidhohlräume 434 entweder in Umfangsrichtung um
die Abdichtungshülse 426 herum in einem wiederholten Muster über die
Breite der Druckwalze 404 hinweg, oder über die Breite der Druckwalze
404 hinweg in einem wiederholten Muster um den Umfang der Abdichtungshülse
426 herum. Alternativ können sich die Hohlräume 434 diagonal
um die Abdichtungshülse 426 herum erstrecken.The sealing
Die Fluidhohlräume 434 sind mit einem Fluid, wie beispielsweise Luft,
Wasser oder Gel, unter Druck gesetzt, um eine nachgiebige, jedoch feste
Dichtung mit der semipermeablen Membran 20 um den zylindrischen
Endflächen 412 der Hauptwalze 402 aufrechtzuerhalten. Bei einer Form
der Erfindung werden die Fluidhohlräume 434 zum Zeitpunkt der Herstellung
der Abdichtungshülse 426 unter Druck gesetzt. Alternativ werden die
Drucklufthohlräume 434 zum Zeitpunkt der Herstellung der Abdichtungshülse
426 nicht unter Druck gesetzt, sondern vielmehr kann die
Abdichtungshülse 426 ein oder mehrere Ventilöffnung(en) 440 umfassen,
wie beispielsweise die Art, die gewöhnlich dazu verwendet wird, um Luft in
einen Luftreifen einzuleiten, um Fluid aufzunehmen und somit die Hohlräume
434 unter Druck zu setzen. Alternativ können die Ventilöffnung(en)
440 offene Öffnungen sein, die mit einer Fluidquelle über eine Fluidleitung
und eine drehbare Fluidkupplung verbunden sind. Bei manchen Anwendungen
kann es erwünscht sein, die Fluidhohlräume 434 miteinander zu
verbinden, um jegliche von außen aufgebrachte Kräfte zu verteilen und
effektiv einen einzigen Hohlraum zu bilden.The
Die Fluidhohlräume 418, 438 der austauschbaren Enddichtungen 416,
436 sind mit einem Fluid, wie Luft, Wasser oder Gel, unter Druck gesetzt.
Die Größe, Form und Geometrie der Hohlräume 418, 438 sind derart
gewählt, dass sie elastisch verformbar sind, um eine nachgiebige aber
feste Dichtung zwischen den austauschbaren Enddichtungen 416, 436
und mit den zugeordneten Abdichtungsplatten, wie die Abdichtungsplatten
108, 110 von Fig. 3, aufrechtzuerhalten. Bei einer Form der Erfindung
werden die Fluidhohlräume 418, 438 zum Zeitpunkt der Herstellung der
Enddichtungen 416, 436 unter Druck gesetzt. Alternativ werden die Fluidhohlräume
418, 438 zum Zeitpunkt der Herstellung der Enddichtungen
416, 436 nicht unter Druck gesetzt. Vielmehr können die austauschbaren
Enddichtungen 416, 436 jeweils eine oder mehrere Ventilöffnung(en) 442,
444 umfassen, wie beispielsweise die Art, die gewöhnlich dafür verwendet
wird, um Luft in einen Luftreifen einzuleiten, um Fluid aufzunehmen und
somit die Hohlräume 418, 438 unter Druck zu setzen. Bei manchen Anwendungen
kann es erwünscht sein, die Fluidhohlräume 418 miteinander
zu verbinden oder die Fluidhohlräume 438 miteinander zu verbinden. Das
Verbinden der Hohlräume bildet effektiv einen einzigen Hohlraum, um
jegliche von außen aufgebrachten Kräfte innerhalb des gebildeten einzigen
Hohlraums zu verteilen.The
In den Figuren 1 bis 10 ist die betreffende Membran jeweils zu erkennen. Eine solche Membran kann jedoch insbesondere auch bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 12 und 13 vorgesehen sein. Auch hier ist die Membran zweckmäßigerweise wieder auf der den höheren Druck aufweisenden Seite der Faserstoffbahn angeordnet.The respective membrane can be seen in FIGS. 1 to 10. Such a membrane can, however, in particular also in the embodiments according to FIGS. 12 and 13. Here too the membrane expediently back to the higher pressure having the side of the fibrous web arranged.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ergibt sich somit ein Verfahren zur Entwässerung einer Faserstoffbahn, insbesondere einer Papieroder Kartonbahn, bei dem die Faserstoffbahn durch eine Entwässerungszone geführt wird, in der sie zumindest teilweise durch eine Beaufschlagung mit unter Druck stehendem Verdrängungsfluid, insbesondere Verdrängungsgas, entwässert wird, wobei die Faserstoffbahn zusammen mit einer porösen Membran durch die Entwässerungszone geführt und durch die Membran hindurch mit dem Verdrängungsfluid beaufschlagt wird.According to a second aspect of the invention, this results in a method for dewatering a fibrous web, in particular a paper or Cardboard web in which the fibrous web passes through a drainage zone is carried out in which it is at least partially due to an application with pressurized displacement fluid, in particular displacement gas, is dewatered, the fibrous web together with a porous membrane through the drainage zone and through the displacement fluid is applied through the membrane.
Als Membran kann beispielsweise eine aus Folienmaterial mit Durchgangslöchern bestehende Membran verwendet werden.The membrane can be, for example, one made of film material with through holes existing membrane can be used.
Der Druck des die Membran beaufschlagenden Verdrängungsfluids ist vorzugsweise größer als der Umgebungsdruck.The pressure of the displacement fluid acting on the membrane is preferably greater than the ambient pressure.
Es kann insbesondere wieder auch eine Membran verwendet werden, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde.In particular, a membrane can also be used, such as they are described in connection with the first aspect of the invention has been.
Die Membran kann insbesondere mit zusammenhängenden Poren versehen sein.The membrane can in particular be provided with coherent pores his.
Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform
einer Vorrichtung 10 zur Entwässerung einer Faserstoffbahn 12. Bei
der Faserstoffbahn 12 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder
Kartonbahn handeln.10 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment
a
Die Entwässerungsvorrichtung 10 umfasst eine Entwässerungszone E, in
der die Faserstoffbahn 13 zumindest teilweise durch eine Beaufschlagung
mit unter Druck stehendem Verdrängungsfluid, insbesondere Verdrängungsgas
14, entwässert wird. Dabei wird die Faserstoffbahn 12 zusammen
mit einer Membran 16 und einem Sieb- oder Filzband 18 durch die
Entwässerungsvorrichtung 10 geführt, wobei die Faserstoffbahn 12 durch
die Membran 16 hindurch mit dem Verdrängungsgas 14 beaufschlagt
wird. Das Sieb- oder Filzband 18 liegt auf der gegenüberliegenden Seite
der Faserstoffbahn 12. Die Faserstoffbahn 12 wird somit zwischen der mit
Gasdruck beaufschlagten Membran 16 und dem Sieb- oder Filzband 18
durch die Entwässerungszone E geführt.The
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Entwässerungszone E
eine den Gasdruck liefernde Verdrängungsentwässerungseinheit 20, die
mit ihrer Gasaustrittsseite 25 einer beispielsweise durch eine Walze gebildeten
Gegenfläche 24 gegenüberliegt, um mit dieser einen in Bahnlaufrichtung
L verlängerten Spalt 26 zu bilden, durch den die Membran 16,
das Sieb- oder Filzband 18 und die dazwischenliegende Faserstoffbahn 12
hindurchgeführt sind.In the present exemplary embodiment, the drainage zone comprises E
a
Wie anhand der Fig. 10 zu erkennen ist, ist die Entwässerungszone E in mehrere Sektionen unterteilt, in denen der angelegte Gasdruck individuell einstellbar ist. Im vorliegenden Fall sind z.B. drei solche Sektionen E1, E2 und E3 vorgesehen. Grundsätzlich ist auch eine beliebige andere Anzahl von Sektionen möglich. So sind insbesondere auch vier oder mehr Sektionen denkbar. Die in den verschiedenen Sektionen E1, E2 und E3 vorherrschenden Drücke sind in der Fig. 10 mit pi, p2 und p3 gekennzeichnet.As can be seen from FIG. 10, the dewatering zone E is divided into several sections in which the gas pressure applied can be set individually. In the present case, three such sections E1, E2 and E3 are provided, for example. In principle, any other number of sections is also possible. In particular, four or more sections are also conceivable. The pressures prevailing in the different sections E1, E2 and E3 are identified in FIG. 10 by pi, p 2 and p 3 .
Die verschiedenen Sektionen Ei, d.h. beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sektionen E1, E2 und E3, können über die Breite sektioniert sein, d.h. es können über die Breite unterschiedliche Drücke vorgesehen sein.The different sections egg, i.e. in the present embodiment the sections E1, E2 and E3 can be sectioned across the width be, i.e. different pressures can be provided across the width his.
Die Gegenfläche 24 kann geschlossen, offen (gerillt, ...) oder durchlässig
sein.The
Wie sich aus der Fig. 11 ergibt, kann in Entwässerungsrichtung betrachtet
hinter der Gegenfläche 24 ein Kasten 28 angeordnet sein, der die
Flüssigkeit und / oder das Gas aufnimmt. Der Kasten 28 kann besaugt,
d.h. als Saugkasten vorgesehen sein. Auch hier können in Bahnlaufrichtung
L wieder mehrere Zonen Si vorgesehen sein, die mit unterschiedlichen
Drücken (z.B. Überdrücken und/oder Unterdrücken) beaufschlagt
werden können. Im vorliegenden Fall sind beispielsweise wieder drei
Zonen S1, S2 und S3 vorgesehen. Grundsätzlich ist jedoch auch hier
wieder jede beliebige andere Anzahl von Zonen möglich. An den Stellen 30
ist.beispielsweise eine Abfuhr von Flüssigkeit oder Gas möglich.As can be seen from FIG. 11, it can be viewed in the drainage direction
a
Im übrigen besitzt die Ausführungsform gemäß Fig. 11 zumindest im wesentlichen wieder den gleichen Aufbau wie die der Fig. 10. Einander entsprechenden Teilen sind gleiche Bezugszeichen zugeordnet.Otherwise, the embodiment according to FIG. 11 has at least in again essentially the same structure as that of FIG. 10 corresponding parts are assigned the same reference numerals.
Mit diesen Entwässerungsvorrichtungen 10 kann das Ergebnis des Verdrängungsentwässerungsprozesses
in Bezug auf den endgültigen Trockengehalt
und papiertechnische Eigenschaften der fertigen Faserstoffbahn
12 wie beispielsweise das spezifische Volumen, die Porosität, die
Oberflächenrauhigkeit und/oder dergleichen gezielt gesteuert werden. Zur
Steuerung des Entwässerungsverdrängungsprozesses kann der angelegte
Gasdruck längs der Entwässerungszone in der gewünschten Weise variiert
werden. Somit kann der Entwässerungsprozess direkt während des Betriebs
eingestellt werden. Dabei kann beispielsweise eine schonende Anfangsentwässerung
bei einem niedrigen Gasdruck erfolgen. Wird ein hoher
Endtrockengehalt gefordert, so dass kann der Gasdruck in den hinteren
Sektionen der Entwässerungszone E entsprechend erhöht werden. Wird
dagegen ein hohes Volumen für die fertige Faserstoffbahn 12 gefordert, so
kann der Gasdruck in den hinteren Sektionen der Entwässerungszone E
entsprechend niedrig eingestellt werden. Es ist somit insbesondere auch
ein jeweiliges Druckprofil beispielsweise in Maschinenrichtung einstellbar.With these
Auch hier kann insbesondere wieder eine Membran verwendet werden, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde. Dabei kann die Membran insbesondere auch wieder mit zusammenhängenden Poren versehen sein.Here, too, a membrane can be used in particular, such as they are described in connection with the first aspect of the invention has been. The membrane can in particular also be connected Pores.
Fig. 12 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform
einer Vorrichtung 10 zur Entwässerung einer Faserstoffbahn 12. Bei der
Faserstoffbahn 12 kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn
handeln.12 shows a schematic representation of a first embodiment
a
Die Entwässerungsvorrichtung 10 umfasst eine Verdrängungsentwässerungszone
E, in der die Faserstoffbahn 12 zumindest teilweise durch eine
Beaufschlagung mit Verdrängungsfluid, hier z.B. Verdrängungsgas 14,
entwässert wird. The
Der Verdrängungsentwässerungszone E ist eine Presse 16 vorgeschaltet.
Dabei wird die Faserstoffbahn 12 zunächst durch die vorgeschaltete Presse
16 und daraufhin durch die Verdrängungsentwässerungszone E geführt.A
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vorgeschaltete Presse 16 durch eine Schuhpresse gebildet.In the present exemplary embodiment, the upstream press is 16 formed by a shoe press.
Die Faserstoffbahn 12 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zusammen
mit einem Sieb- oder Filzband 18 durch die Presse 16 und die Verdrängungsentwässerungszone
E geführt.The
Die Entwässerungszone E umfasst beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Verdrängungsentwässerungseinheit 20, die mit ihrer Gasaustrittsseite
einer Gegenwalze 22 gegenüberliegt, über die die mit Verdrängungsgas
14 beaufschlagte Faserstoffbahn 12 und das Sieb- oder Filzband 18 geführt
sind.In the present exemplary embodiment, the drainage zone E comprises
a
Die Ausführungsform gemäß Fig. 13 unterscheidet sich von der der Fig.
12 lediglich dadurch, dass als der Verdrängungsentwässerungszone E
vorgeschaltete Presse 16' eine Walzenpresse vorgesehen ist. Im übrigen
besitzt diese Entwässerungsvorrichtung 10 den gleichen Aufbau wie die in
der Fig. 12 dargestellte Vorrichtung. Einander entsprechenden Teilen sind
gleiche Bezugszeichen zugeordnet.The embodiment according to FIG. 13 differs from that of FIG.
12 only in that as the displacement drainage zone E
upstream press 16 'a roller press is provided. Furthermore
This
Grundsätzlich kann auch eine nachgeschaltete mechanische Presse vorgesehen sein. In principle, a downstream mechanical press can also be provided his.
Bei den dargestellten Entwässerungsvorrichtungen können das Ausmaß der Blattkompression und die Höhe des angelegten Gasdruckes getrennt gesteuert werden. Dabei ist es insbesondere möglich, das Ergebnis des Verdrängungsentwässerungsprozesses in Bezug auf den endgültigen Trockengehalt und papiertechnische Eigenschaften der fertigen Faserstoffbahn wie spezifisches Volumen, Porosität, Oberflächenrauhigkeit und/oder der dergleichen gezielt zu steuern. Durch die der Verdrängungsentwässerungszone vorgeschaltete Presse kann das Faservlies auf das gewünschte Maß vorkompaktiert werden. Hierdurch kann die Permeabilität des Faservlieses in der gewünschten Weise eingestellt werden. Durch die Entkopplung des Entwässerungs- und Komptaktierungsprozesses können somit die Eigenschaften des fertigen Papiers gezielt eingestellt werden. Wird das Vlies stark vorkompaktiert, so kann mehr Wasser aus dem Vlies entfernt werden. Dies ist insbesondere bei solchen Papiersorten erforderlich, bei denen in erster Linie ein hoher Trockengehalt nach der Presse gefordert wird.In the drainage devices shown, the extent the leaf compression and the amount of gas pressure applied separately to be controlled. It is particularly possible to determine the result of the Displacement drainage process in relation to the final Dryness and paper technology properties of the finished fibrous web such as specific volume, porosity, surface roughness and / or to control the like in a targeted manner. By the of the displacement drainage zone upstream press can the nonwoven on the the desired size can be precompacted. This can increase the permeability of the nonwoven can be adjusted in the desired manner. By the decoupling of the drainage and compacting process can thus set the properties of the finished paper in a targeted manner become. If the fleece is heavily pre-compacted, more water can be released the fleece can be removed. This is particularly the case with such types of paper required, in which primarily a high dry content after the Press is required.
Auch hier kann insbesondere wieder eine Membran verwendet werden, wie sie im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben wurde. Dabei kann die Membran insbesondere auch wieder mit zusammenhängenden Poren versehen sein.Here, too, a membrane can be used in particular, such as they are described in connection with the first aspect of the invention has been. The membrane can in particular also be connected Pores.
Grundsätzlich sind beliebige Kombinationen der verschiedenen Aspekte der Erfindung möglich.Basically, any combination of the different aspects the invention possible.
Claims (18)
dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungszone (E) in mehrere Sektionen (E1, E2, E3) unterteilt wird, in denen der angelegte Fluid- bzw. Gasdruck individuell einstellbar ist.Method for dewatering a fibrous web (12), in particular a paper or cardboard web, in which the fibrous web (12) is passed through a dewatering zone (E), in which it is at least partially exposed to pressurized displacement fluid (14), in particular Displacement gas, is dewatered,
characterized in that the dewatering zone (E) is divided into several sections (E1, E2, E3) in which the applied fluid or gas pressure can be individually adjusted.
dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (12) zusammen mit einer Membran (16) durch die Entwässerungszone (E) geführt wird und dass die Faserstoffbahn (12) durch die Membran (12) hindurch mit dem Verdrängungsfluid bzw. -gas (14) beaufschlagt wird.Method according to claim 1,
characterized in that the fibrous web (12) is guided together with a membrane (16) through the dewatering zone (E) and in that the fibrous web (12) through the membrane (12) is acted upon by the displacement fluid or gas (14) ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungszone (E) in mehrere in Bahnlaufrichtung (L) hintereinander liegende Sektionen (E1, E2, E3) unterteilt wird, in denen der angelegte Fluid- bzw. Gasdruck individuell einstellbar ist. Method according to claim 1 or 2,
characterized in that the dewatering zone (E) is divided into several sections (E1, E2, E3) one behind the other in the web running direction (L), in which the applied fluid or gas pressure can be individually adjusted.
dadurch gekennzeichnet, dass die von einer Seite her mit Verdrängungsfluid bzw. -gas (14) beaufschlagte Faserstoffbahn (12) zusammen mit wenigstens einem Sieb- oder Filzband (18) durch die Entwässerungszone (E) geführt wird, das auf der anderen Bahnseite angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that the fibrous web (12) loaded with displacement fluid or gas (14) from one side is guided together with at least one screen or felt belt (18) through the dewatering zone (E) which is arranged on the other side of the web ,
dadurch gekennzeichnet, dass in einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet vorderen Sektion der Entwässerungszone (E) ein geringerer Fluid- bzw. Gasdruck angelegt wird als in einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet weiter hinten liegenden Sektion.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that in a front section of the dewatering zone (E) when viewed in the direction of web travel (L), a lower fluid or gas pressure is applied than in a section lying further back when viewed in the direction of web travel (L).
dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet weiter hinten liegenden Sektion der Entwässerungszone (E) ein höherer Fluid- bzw. Gasdruck angelegt wird als in einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet vorderen Sektion.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that a higher fluid or gas pressure is applied in at least one section of the dewatering zone (E) which is further back when viewed in the web running direction (L) than in a front section when viewed in the web running direction (L).
dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines relativ hohen Volumens der fertigen Faserstoffbahn (12) in wenigstens einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet weiter hinten liegenden Sektion der Entwässerungszone (E) ein entsprechend niedriger Fluid- bzw. Gasdruck angelegt wird. Method according to one of the preceding claims,
characterized in that, in order to achieve a relatively high volume of the finished fibrous web (12) in at least one section of the dewatering zone (E) lying further back when viewed in the web running direction (L), a correspondingly low fluid or gas pressure is applied.
dadurch gekennzeichnet, dass als Membran (16) eine Membran gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that a membrane according to one of claims 1 to 9 is used as the membrane (16).
dadurch gekennzeichnet, dass als Membran (16) eine gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19 hergestellte Membran verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that a membrane produced according to the method according to one of claims 10 to 19 is used as the membrane (16).
dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungszone in mehrere Sektionen (E1, E2, E3) unterteilt ist, in denen der angelegte Fluid- bzw. Gasdruck individuell einstellbar ist.Device (10) for dewatering a fibrous web (12), in particular a paper or cardboard web, with a dewatering zone (E) in which the fibrous web is at least partially dewatered by exposure to pressurized displacement fluid (14), in particular displacement gas, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims,
characterized in that the dewatering zone is divided into several sections (E1, E2, E3) in which the applied fluid or gas pressure can be individually adjusted.
dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffbahn (12) zusammen mit einer Membran (16) durch die Entwässerungszone (E) geführt ist, wobei die Faserstoffbahn (12) durch die Membran (16) hindurch mit dem Verdrängungsfluid bzw. -gas (14) beaufschlagbar ist. Device according to claim 10,
characterized in that the fibrous web (12) is guided together with a membrane (16) through the dewatering zone (E), the fibrous web (12) through which the displacement fluid or gas (14) can be applied ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Entwässerungszone (E) in mehrere in Bahnlaufrichtung (L) hintereinander liegende Sektionen (E1, E2, E3) unterteilt ist, in denen der angelegte Fluid- bzw. Gasdruck (14) individuell einstellbar ist.Device according to claim 10 or 11,
characterized in that the dewatering zone (E) is divided into several sections (E1, E2, E3) one behind the other in the web running direction (L), in which the applied fluid or gas pressure (14) can be individually adjusted.
dadurch gekennzeichnet, dass die von einer Seite her mit Verdrängungsfluid bzw. -gas (14) beaufschlagte Faserstoffbahn (12) zusammen mit wenigstens einem Sieb- oder Filzband (18) durch die Entwässerungszone (E) geführt ist, das auf der anderen Bahnseite angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims,
characterized in that the fibrous web (12) loaded with displacement fluid or gas (14) from one side is guided together with at least one screen or felt belt (18) through the dewatering zone (E) which is arranged on the other side of the web ,
dadurch gekennzeichnet, dass in einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet vorderen Sektion der Entwässerungszone (E) ein geringerer Fluid- bzw. Gasdruck anlegbar ist als in einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet weiter hinten liegenden Sektion.Device according to one of the preceding claims,
characterized in that a lower fluid or gas pressure can be applied in a front section of the dewatering zone (E) when viewed in the web running direction (L) than in a section lying further back when viewed in the web running direction (L).
dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet weiter hinten liegenden Sektion der Entwässerungszone (E) ein höherer Fluid- bzw. Gasdruck anlegbar ist als in einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet vorderen Sektion.Device according to one of the preceding claims,
characterized in that a higher fluid or gas pressure can be applied in at least one section of the dewatering zone (E) viewed further back in the web running direction (L) than in a front section viewed in the web running direction (L).
dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines relativ hohen Volumens der fertigen Faserstoffbahn (12) in wenigstens einer in Bahnlaufrichtung (L) betrachtet weiter hinten liegenden Sektion der Entwässerungszone (E) ein entsprechend niedriger Fluid- bzw. Gasdruck anlegbar ist.Device according to one of the preceding claims,
characterized in that, in order to achieve a relatively high volume of the finished fibrous web (12) in at least one section of the dewatering zone (E) lying further back when viewed in the web running direction (L), a correspondingly low fluid or gas pressure can be applied.
dadurch gekennzeichnet, dass als Membran (16) eine Membran gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen ist.Device according to one of claims 10 to 16,
characterized in that a membrane according to one of claims 1 to 9 is provided as the membrane (16).
dadurch gekennzeichnet, dass als Membran (16) eine gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19 hergestellte Membran vorgesehen ist.Device according to one of claims 10 to 16,
characterized in that a membrane produced according to the method according to one of claims 10 to 19 is provided as the membrane (16).
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